在發起攻擊之前，紅軍的氣象學家根據往年的資料估算，認為在二月下旬到三月上旬，基輔周邊地區應該是天寒地凍，泥濘的道路將被凍得嚴嚴實實，這樣的氣候是有利于裝甲部隊行動的。
但是出乎意料的是，進入到二月下旬，當其他地區一派天寒地凍的北國風光時，在基輔周邊卻相當的異常：夜間的溫度還是零下15度，但到了晝間，氣溫在日照下急劇上升，能達到零上兩到三度。
這就造成了相當糟糕的情況，原本應該是凍土的地面跟往年相比“異常”松軟，當坦克裝甲車輛碾過兩邊之后，那就變成了一個大泥潭 不光是在野地里，公路上情況也非常糟糕，特別是近衛機械化第一軍的攻擊地段，情況尤其嚴重。彼得羅夫斯基后來回憶道：“…由于保密的原因，方面軍司令部命令禁止部隊進行任何戰前偵察…裝甲部隊根本不可能通過那一片泥潭似的道路，整個戰役過程中，我軍共有132輛車輛陷入泥濘當中，5輛t54陷得只剩下炮塔還露在泥漿外面。”這位蘇聯英雄不無懊惱的自嘲道：“這塊地方是用來開潛艇的，而不是用來開坦克的”
頗具諷刺意味的是，特里安達菲洛夫之前提醒過圖哈切夫斯基：“這塊地方根本不適合大規模裝甲集團作戰。”只不過這些忠告都被圖哈切夫斯基當做了耳邊風。
還有很荒謬的一點，就是圖哈切夫斯基為了達到絕對保密的目的，甚至不準地面部隊進行任何偵察他們對面前的敵人部署可以說一無所知。盡管白俄羅斯方面軍和烏克蘭方面軍司令部的參謀軍官們怨聲載道，多次提出請求，可是圖哈切夫斯基依然頑固的堅持己見，最后也只能將錯就錯。
當時，參戰部隊的主力在陰霾的天氣中向集結地緩慢集中時，為了不被敵人發現。除了裝甲部隊之外，其余的步兵一律不許搭乘車輛，只能徒步前進。
倒霉的是，此時又開始降雪。這無疑給本來就十分糟糕的路況火上澆油，背負全副武裝的紅軍步兵不得不在沒及小腿的泥濘中艱難前進，本來就不充沛的體力就在最后行軍中白白消耗掉了。
馬利諾夫斯基憂心忡忡地在日記中寫道：“透過距離前線十公里的軍部窗戶，我能看到戰士們正一群群地在泥漿中緩慢跋涉著，他們根本趕不上戰斗。而且部隊也不具備立刻發動進攻的條件，因為沒有一個團能夠齊裝滿員地抵達前線…我苦苦的哀求集團軍指揮部，請求押后進攻日期，但卻被告知，進攻日期絕不可能更改，總參謀部已經下了死命令”
雖然這一切對紅軍來說都預示著不祥之兆，但箭已上鉉，刀也出鞘，蓄勢待發的裝甲部隊仍然給偶同士兵，乃至高級指揮員留下了深刻的印象。大家對圖哈切夫斯基主導的這次解圍行動依然抱有最后一線希望也許能夠成功呢？
比如巴格拉米揚就在日記中寫下了這么一段話：”難道真是我看錯了這一切嗎？總參謀部的計劃雖然倉促了一些。但小伙子們還是士氣旺盛。可能總參謀部是對的，在這一刻，我的確是如此的頭暈目眩而又不知所措。一個接一個的師圍繞著我，汽車咆哮著隆隆向前，每個營都在鏗鏘前行，一個又一個坦克團，全部做好了追擊敵人的準備，一旦我們的坦克達成突破，這一切將以排山倒海之勢壓過去去擊垮去碾碎阻擋在我們前面的任何敵人…”
而此時，被朱可夫偷襲了一把的德軍總算清醒過來了。他們陡然發現紅軍并不是一只病貓，而是一只要吃人的猛虎。一旦基輔被盤活，那接下來烏克蘭的戰局將發生翻天覆地的變化，而這種變化對德軍是相當不利的。
在這種嚴峻的形勢面前。小胡子召集了一線的高級將領開了一個緊急會議。
“巨大的危險在朝我們日益逼近”，元首語氣嚴肅地對眾人解釋道：“敵人顯然還沒有死心，他們的目標很明顯，準備將基輔城內的百萬賤民和軍隊解救出來。在去年年底他們已經嘗試了第一次反擊，而這將是第二次。毫無疑問，這次他們將投入更為龐大的部隊。而我認為。這將是我們在基輔周邊地區再打一個殲滅戰的良機”
你沒有看錯，小胡子確實準備在基輔打殲滅戰，在小胡子看來，基輔就是一個口袋，而紅軍的解圍部隊則是飛蛾撲火。停留在戈梅利的第一第二坦克集群完全可以從側翼插入，然后切斷紅軍主力的后路，最后配合南方集團軍群將沖進來的紅軍一口吃掉。
這是大膽的計劃，但是小胡子卻覺得成功的可能性相當高，他認為紅軍都只是烏合之眾，在1941年8月份，他能擊敗紅軍，現在圍殲比當時還要弱小的紅軍更是不在話下。
小胡子甚至認為這是紅軍自投羅網，如果能殲滅這些紅軍，那么這場戰爭的勝利必將屬于德意志。不過和小胡子的信心滿滿相比，他的將軍和元帥們可沒有那么大的把握。
龍德施泰德就認為：“紅軍的來勢很兇猛，而遭受了布良斯克的挫折之后，我軍還處于恢復期。尤其是南方集團軍群，大量的兵力被基輔所牽制，哪怕就是投入了第一第二坦克集群，也沒有能力一口吃掉這么多的敵人。更何況天氣惡劣，補給依然很不樂觀，此種狀態下，全殲敵人難度太大，我軍應該更現實的選定作戰目標…”
龍德施泰德的意見很正確，德軍確實實力有限，而且掣肘甚多，不切實際的計劃吃掉紅軍，等于是蛇吞象，最后只能給自己噎死。
當然。德軍的殲滅戰計劃還僅僅只有一個雛形，畢竟現在戰場上的情況對他們不利，如果不能將紅軍擋在基輔之外，那么就別說什么圍殲了。
所以德軍的正確應對措施。就是首先擋住紅軍的攻勢，然后才能談其他的問題。很快，在龍德施泰德的調配下，南方集團軍群立刻積極行動起來，慎密地研究防守策略。在紅軍突擊的地域上調集更多的預備隊，構建更多的工事。
德軍士兵在紅軍轟炸中爭分奪秒的挖設工事，在龍德施泰德的命令下達不到24小時內便在諾索夫卡一線搶筑一條新的防線。根據龍德施泰德的要求：“各集團軍的主要任務是：以密集堅固的反坦克防御陣地拖垮和耗盡敵人的進攻。一旦局勢穩定，立刻在增援部隊的配合下堅決投入預備隊進行反擊”
也就是說，德軍準備打的是一場積極防御作戰，德軍將以一個大縱深的防御體系消耗掉紅軍的攻擊能量，當紅軍的攻勢衰竭時，再一口氣打垮對手。
為了抗住紅軍的攻勢，龍德施泰德可以說是豁出去了，將所有的反坦克力量都擺在了紅軍的面前。并且工兵在前線每平方公里的區域內埋設了700到800枚反坦克地雷以及600到700枚反步兵地雷，個別關鍵的區域，地雷布設密度甚至達到了每平方公里2700枚反坦克地雷和2500枚反步兵地雷。
在高密度的地雷敷設基礎上，德軍還加強了部隊在戰斗進行過程中利用地形短時間內重新布雷，形成能最大限度組織敵軍前進的訓練力度。還組建了搭乘繳獲紅軍裝甲輸送車的戰斗工兵連沖鋒槍排以及反坦克槍手在互相掩護下執行野戰機動布雷任務的特別單位。
由于南方集團軍群裝甲部隊的配備數量本來就比較少，加之第一坦克集群又被抽調到了北方。因此龍德施泰德決定裝甲部隊將不再拆散配備給第一線的步兵師，而是集中起來統一使用。
不過留給德軍準備的時間畢竟是太少，德軍沒有太充足的時間完善和鞏固自己的防線，畢竟此時紅軍的全面進攻已經開展了。其中德軍壓力最大的就是第11集團軍。
這個集團軍正好負責防御諾索夫卡一線，而且該集團軍的戰斗力是有問題的。因為該集團軍并不是純粹的德軍。而是由德軍和羅馬尼亞軍隊雜交起來的大拼盤。
該集團軍下轄三個軍，分別是：
第11軍，編有第22第76第239步兵師，羅馬尼亞第6步兵師。羅馬尼亞第5第8騎兵旅；
第30軍，編有第198步兵師，羅馬尼亞第8第14步兵師，羅馬尼亞第6騎兵旅；
第54軍，編有第50第170步兵師；
最后該集團還轄有駐羅馬尼亞軍事代表團，編有第72步兵師。另外提一下。該集團軍的司令官在后世可是大名鼎鼎，他就是曼施坦因 從該集團軍的編成可以看到，該集團軍中一半的部隊是羅馬尼亞的，而羅馬尼亞軍人的戰斗力，嘿嘿，那真心是不敢恭維的。而圖哈切夫斯基之所以選擇諾索夫卡作為突破口，很重要的原因就是羅馬尼亞人在這里。
不過客觀的說，這一次羅馬尼亞人還算給力，遭受近衛機械化第一軍攻擊的正是第30軍的羅馬尼亞部隊，該軍的德軍第198步兵師并沒有配置在第一線，而是作為軍預備隊。一開始硬頂彼得羅夫斯基的正是羅馬尼亞人。
講心里話，在戰后，彼得羅夫斯基對此是很不可思議的，他完全沒有料到自己竟然被一群涂脂抹粉的羅馬尼亞人擋住了。
在第30軍和第54軍堅強地抵擋紅軍一波又一波狂暴攻勢的時候，曼施坦因親自指揮第11軍搶修防線，在很短的時間內搶修了一道新的防線，按照每46門反坦克炮，46門火炮迫擊炮以及負責掩護的一個步兵排的機動反坦克小組分布在正面寬約1620公里的區域內。
其中第22師和第76師的防御地帶地勢平緩，預計將是紅軍突破的要點，因此達到了相當高的防御密度，前線每一公里平均擁有反坦克炮8到9門，以及其他各類支援火炮35到40門，步兵約兩個團。
五天之后，當正面抵擋彼得羅夫斯基的羅馬尼亞人終于崩潰之后。德軍和紅軍的直接較量正是展開了。
4時30分，按照原定作戰計劃，紅軍野戰炮兵開始對德軍第22師和第76師防御陣地開展炮擊，一枚枚炮彈如同耀眼的流星般撕裂黎明的晨霧傾斜在德軍的陣地上。與此同時。負責支援的空軍戰機也呼嘯著飛到德軍頭頂，來回俯沖投彈或者掃射。頃刻之間，劇烈的咆哮聲淹沒了一切聲響，整個前線仿佛筑起了一道有煙霧和火焰構成的幕墻。
在30分鐘的短暫炮火和空襲準備后，近衛機械化第一軍在凌晨5時發起了進攻。紅色信號彈在依稀閃爍著星光的幽蘭天際冉冉升起。各坦克排排長的耳機中傳來了堅定不移的指令：“各坦克戰斗行進列隊出發”
駕駛員們紛紛踩下油門，排氣管中噴著陣陣黑煙緩緩駛出陣地，一輛輛排成進攻隊形前進的坦克劃破了清晨曠野郊外凌冽寒氣重靄靄薄霧，霎時間震耳欲聾的引擎轟鳴聲震撼了整個戰場。
近衛機械化第一軍的第一和第三坦克師齊頭并進，大有一舉碾碎敵人的豪氣壯志。那么實際戰斗會像他們想象的那么順利嗎？剛從進攻出發地前進不久，第一和第三坦克師就發現自己的如意算盤落空了。眼前迎接他們的是對面陣地上炮口閃起的無數道橘黃色光暈，一顆顆反坦克炮彈從四面八方如同密集的雨點般灑向他們。
t34t35和t54前裝甲和炮塔上撞出刺耳的聲響和漫天的火星，然后化作耀眼的流星彈向四周。前日夜間新降的小雪使得清晨的氣溫驟降至攝氏3度以下，摻雜著積雪的道路再次化作一片泥潭，許多掙扎前進的坦克很快就陷入泥濘。
動彈不得的鋼鐵巨獸們拼命的甩著滿是泥漿的履帶。但受傷的柔弱膝蓋般再也支撐不住沉重的身軀，只能緩緩的攤到在一片泥淖中，只有b2發動機依然間歇性地發出陣陣垂死的嘶鳴，在坦克兵的咒罵聲和驅使下試圖蹣跚前行。
彼得羅夫斯基記錄下了當時的糟糕情況：“我部攻擊地段由于解凍的關系變得十分松軟，根本承受不住坦克和裝甲車的重量。再加上敵人延伸的雷區，使我們投入的第一波攻擊的坦克幾乎損失殆盡。直截了當的說，我軍的攻擊完全沒有任何力度可言，被這糟糕的地形搞了個措手不及，進展十分緩慢。”
紅軍緊隨在坦克之后的突擊工兵和稍稍押后的步兵也絕望的發現自己陷入了一片由機槍迫擊炮和火箭炮彈編織的密集的槍林彈雨中，被壓得緊貼在冰冷泥濘的地面上抬不起頭。他們能做的只是抹去臉上的泥水勉強舉起手中的武器徒勞的向前方還擊。
不過他們的對手卻不是那種聽見坦克的轟鳴聲就嚇得丟下槍炮抱頭鼠竄的渣渣，而是精銳的德軍。面對紅軍的負隅頑抗，他們只會用更加強暴的火力覆蓋過去。沖鋒中的紅軍戰士不斷地有人發出哀嚎，被死神的鐮刀割倒在泥澤中。
糟糕的地形嚴重影響了彈藥補給和坦克的戰斗力。只有數量極其有限的坦克能留在戰場上支援步兵前進，剩下的被困在泥潭中動彈不得。德軍巧妙布置的防御工事給紅軍帶去了極大的麻煩。
很快，紅軍一線部隊的前進速度越來越慢，而且隨著越深入德軍的防線，面臨的德軍戰防炮部隊的抵擋也越頑強。機械化163師開始取得了一點進展，但在發起進攻半個鐘頭后就陷入了泥澤中。直接暴露在德軍工事完備火力強大的第239步兵師面前，官兵死傷慘重，彼得羅夫斯基不得不命令該師暫停進攻，等待坦克跟上支援。
為了壓制德軍的火力掩護步兵繼續突破，彼得羅夫斯基不得不向上級請求大量的炮火支援。在當天下午，紅軍在戰場上一口氣投入了9個炮兵團。第一坦克師和第三坦克師在炮火的支援下經過數輪猛攻，總算是成功的打開了一個小小的突破口，紅軍步兵總算可以從泥地里爬起來去搶占陣地了。
不過這并不意味著紅軍就打開了局面，德軍并沒有崩潰，在曼施坦因的指揮下，德軍巧妙的收縮并投入部分預備隊在突破口后方又筑起了一道新的防線 當天晚上，不管是被泥濘折騰得欲仙欲死的彼得羅夫斯基還是趕赴戰場督戰的圖哈切夫斯基都對進展不滿意，但是讓他們感到棘手的是，面對著眼前的這一片泥潭，實在想不出太多有效的辦法，更何況他們的對手還是一只老狐貍…