Наступление войск Воронежского фронта началось 12 октября. После артиллерийской и авиационной подготовки 47, 40 и 27-я армии пошли вперед, но сразу же натолкнулись на сильное сопротивление противника. Не помог и несколько преждевременный ввод в сражение 3-й гвардейской танковой армии: в первый день наступления 47-й стрелковый корпус 40-й армии совместно с частями и соединениями 27-й и 3-й гвардейской танковой армий продвинулся вперед всего на 5—8 километров, сумев овладеть лишь населенным пунктом Ходоров.
Еще меньших результатов добился 52-й стрелковый корпус 40-й армии. Он продвинулся не более чем на километр. В результате 40-я армия не смогла осуществить задуманное Ватутиным соединение букринского и щучинского плацдармов. 47-я армия, наносившая удар со Студенецкого плацдарма, также не сумела соединиться с 27-й армией.
Итак, первый день наступления не принес желаемых успехов. Ватутин приказал к утру 13 октября перебросить на правый берег всю оставшуюся на левобережье артиллерию, подвезти боеприпасы и горючее.
Однако и противник продолжал проявлять большую активность в районе букринского выступа. В частности, он направил все усилия своей авиации на нанесение ночных ударов по переправам, препятствуя усилению советских войск на правом берегу. Поэтому армиям Воронежского фронта на следующий день пришлось наступать почти в том же составе, что и накануне.
Это конечно же сказалось на результатах: армии фронта не добились заметного успеха ни 13 октября, ни в последующие десять дней. Правда, к 21 октября удалось-таки с большим трудом соединить щучинский плацдарм с букринским и подойти к восточным окраинам населенных пунктов Ульяники и Липовый Рог, а правофланговые части 27-й армии овладели Ромашками. На этом и исчерпался достигнутый успех.
В чем же крылись причины неудачи? Уже после войны, анализируя события тех октябрьских дней 1943 года, бывший командующий 40-й, а затем 38-й армией дважды Герой Советского Союза Маршал Советского Союза К. С. Москаленко выделял несколько из них. Во-первых, указывал он, противник регулярно прослушивал переговоры, которые велись на захваченных нашими войсками плацдармах. Знал об этом и Ватутин. Поэтому требовал, чтобы велась дезинформация врага. И она велась. Правда, в весьма ограниченном объеме. Сковывали небольшие территории плацдармов. К тому же все то, что предпринималось для введения противника в заблуждение относительно наших планов и сил, довольно быстро раскрывалось врагом — его авиация буквально висела над плацдармами, тогда как самолеты 2-й воздушной армии, которая поддерживала войска Воронежского фронта, практически бездействовали из-за острой нехватки горючего.
