Пока внимание высшего советского военно-политического руководства было приковано к событиям, происходившим на территории Белоруссии, другая блестящая по замыслу и исполнению операция была проведена немецкими войсками на Украине, где наступала группа армий «Юг» (командующий – генерал-фельдмаршал Г. Рундштедт). В составе этой группы действовали 6-я полевая армия (командующий – генерал-фельдмаршал В. фон Рейхенау, 17-я полевая армия (командующий – генерал пехоты К. фон Штюльпнагель), 11-я полевая армия (командующий – генерал-штенер Е. фон Шоберт и 1-я танковая группа (командующий – генерал-полковник Э. фон Клейст). Кроме того, на южном крыле группы армий действовали венгерский корпус и две полевые армии Румынии.
Главный удар наносился на левом фланге группы армий, где наступление вели 6-я и 17-я полевые армии и 1-я танковая группа. Эти объединения, сосредоточив основные силы на узком участке фронта, 22 июня 1941 года нанесли мощный удар в стык между войсками 5-й и 6-й армий Юго-Западного фронта и к исходу дня вклинились на советскую территорию на глубину до 30 километров.
В этих условиях Ставка ГК, не разобравшись в обстановке, потребовала от командующего Юго-Западным фронтом силами пяти механизированных корпусов разгромить вклинившуюся группировку противника, восстановить государственную границу СССР и перенести боевые действия на территорию противника. Это привело к возникновению в период с 25 по 29 июня самого крупного за годы Второй мировой войны танкового сражения в районе Дубно, Ровно, Луцк, которое советские войска проиграли. Дорога на Киев была открыта, а хлынувшие в прорыв танковые дивизии 1-й танковой группы и следовавшая за ними пехота начали расчленять Юго-Западный фронт на две части. 5-я армия отходила на северо-восток, 6-я армия теснилась в юго-восточном направлении.
2 июля, после артиллерийской и авиационной подготовки, началось наступление главных сил немецко-румынских войск на южном крыле советско-германского фронта. Противник сравнительно легко и быстро захватил плацдармы на левом берегу Прута, в результате чего возникла угроза отсечения Южного фронта и охвата обоих флангов Юго-Западного фронта.
Со 2 по 6 июля войска Юго-Западного фронта продолжали отход, с трудом сдерживая наступление противника. Разрыв между Новоград-Волынским и Шепетовкой все более увеличивался. Командование фронта для закрытия этой бреши направило туда три дивизии 49-го и 7-го стрелковых корпусов. Но эти соединения, зачастую вступавшие в бой сразу после выгрузки из эшелонов, без изучения противника и общей обстановки в полосе своих войск, без надлежащей огневой подготовки и знания местности быстро превращались в разрозненные группы, которые не могли выполнить поставленной боевой задачи. Так в горниле расхлябанности и неорганизованности бесцельно гибли последние резервы Юго-Западного фронта.