Наступление было назначено на 19 августа. В связи с тем, что войска армии не успели сосредоточиться в указанном районе, срок перехода в наступление несколько раз переносился. Этим воспользовался противник, авиация которого стала наносить массированные удары по выдвигавшимся эшелонам армии и районам ее сосредоточения. Командиры частей и соединений 3-й танковой армии из-за ограниченного срока подготовки к наступлению не успели полностью отработать на местности все вопросы, связанные с организацией взаимодействия и управления войсками.
21 августа части 3-й танковой армии начали занимать исходное положение для наступления, сменяя стрелковые части 61-й армии.
В 6 часов 15 минут 22 августа после полуторачасовой артиллерийской подготовки и налета бомбардировщиков 1-й воздушной армии 154-я и 264-я стрелковые дивизии перешли в наступление. Артиллерийская подготовка оказалась весьма эффективной: противник начал неорганизованно отступать, бросая вооружение, снаряжение и имущество. За первые часы боя обе стрелковые дивизии продвинулись на 3–4 км при незначительном сопротивлении противника. Командующий армией с целью развития успеха решил ввести в сражение танковые корпуса.
В 10 часов части 12-го танкового корпуса генерала С.И. Богданова начали выдвижение из исходного района. Однако противник к этому времени сумел оправиться от внезапности нанесенного удара. Его авиация, господствуя в воздухе, предприняла 500–600 самолето-вылетов для воздействия на боевые порядки стрелковых дивизий и 12-го танкового корпуса. Истребительная авиация 1-й воздушной армии не обеспечила должной поддержки с воздуха 3-й танковой армии. В результате темп продвижения ее войск резко снизился, что позволило противнику закрепиться на промежуточных рубежах и ввести в бой свои вторые эшелоны. Наступление превратилось в медленное кровопролитное «выдавливание» с позиций упорно оборонявшегося противника.
На правом фланге 3-й танковой армии наступал 3-й танковый корпус. Его командир около полудня 22 августа доложил генералу Романенко о захвате Сметских Выселок. В этой связи командующий армией решил немедленно перебросить 15-й танковый корпус генерала В.А. Копцова и 1-ю Московскую Краснознаменную гвардейскую мотострелковую дивизию на правый фланг армии и развивать наступление в направлении Сметские Выселки, Слободка. В два часа дня 17-я мотострелковая бригада, 13-я и 105-я танковые бригады 15-го танкового корпуса перешли в наступление с рубежа восточнее Сметских Выселок. К исходу дня 1-я Московская Краснознаменная гвардейская мотострелковая дивизия вышла к лесу северо-восточнее от Сметских Выселок, а 15-й танковый корпус продвигался в направлении р. Вытебеть. Части 264-й стрелковой дивизии овладели районом Озерна, Госьково, а 12-й танковый корпус передовыми бригадами вышел на рубеж, достигнутый 154-й и 264-й стрелковыми дивизиями.
