Операция по разгрому Кировоградской группировки немецких войск началась в соответствии с планом 5 января в 8 часов 10 минут. Результаты 50-минутной артиллерийской и авиационной подготовки были успешными. Удалось в значительной степени подавить систему огня противника на переднем крае и разрушить ближайшие опорные пункты в глубине.
Сразу же с момента нашей атаки разгорелись жаркие бои. Противник оказывал упорное сопротивление, неоднократно переходил в контратаки при поддержке танков и авиации, которая усиленно бомбила боевые порядки наших войск.
Для ускорения прорыва во второй половине дня в сражение была введена 5-я гвардейская танковая армия П.А. Ротмистрова и 7-го мехкорпуса. Танкистам пришлось начинать бой в сложных условиях. Недостаток дорог не позволял осуществить танковый удар крупными силами. Все корпуса выдвигались, по существу, по одному маршруту и вступали в сражение последовательно однойдвумя бригадами. В 15 часов в полосе 37-й армии был введен в бой 7-й механизированный корпус, а через два с половиной часа в полосе 5-й гвардейской армии — две бригады 18-го танкового корпуса генерала К.Г. Труфанова. Массы советских войск просто-напросто прокатились по 2-й парашютной егерской, 10-й мотопехотной и 376-й пехотной дивизиям и одним броском оказались у северной окраины Кировограда.
Немцы использовали все имеющиеся силы для немедленного контрудара. Их танковые дивизии перехватили танковые авангарды советских танковых соединений и в ходе боев, проходивших с переменным успехом, подбили 150 советских танков и снова стабилизировали фронт. Окруженные севернее Кировограда 10-я мотопехотная дивизия генерал-майора Микоша и 376-я пехотная дивизия полковника Шварца, вынужденные держаться по приказу фюрера, смогли наконец прорваться через позиции советских войск и заняли рубежи западнее Кировограда. Сопротивление врага начало возрастать. Мы испытывали большие трудности в пополнении войск, в снабжении армии снаряжением и боеприпасами. Принимая все меры для развития наступления, войска использовали для переброски горючего самолеты По-2; кроме того, Ставка выделила фронту 10 транспортных самолетов «Дуглас».
В Кировоградской операции главная роль отводилась войскам центра фронта (53-я, 5-я и 7-я гвардейские, 5-я гвардейская танковая армия, 5-й гвардейский и 7-й механизированные корпуса). Их действия поддерживала 5-я воздушная армия. Окружение и уничтожение группировки противника предполагалось осуществить путем охвата ее с севера войсками 5-й гвардейской армии совместно с 7-м механизированным корпусом и 7-й гвардейской и 5-й гвардейской танковой армиями — с юга.
