На левом фланге направления главного удара в течение нескольких дней велись упорные бои, затем резервы русских были исчерпаны, и 4-я танковая армия прорвалась на участке между Курском и Белгородом. После этого наступающие войска стремительно прошли около 100 миль по равнинной местности к р. Дон в районе Воронежа. Казалось, немцы намечали нанести прямой удар через верховья Дона и далее за Воронеж, чтобы перерезать рокадную железную дорогу, соединяющую Москву со Сталинградом и Кавказом. В действительности же немцы не планировали этого.
. Немецким войскам было приказано остановиться после выхода к Дону и создать здесь оборонительный рубеж для прикрытия фланга войск, продолжавших наступление в юго-восточном направлении. Подошедшая венгерская 2-я армия сменила 4-ю танковую армию, последняя повернула на юго-восток по коридору между Доном и Донцом. За ней последовала 6-я армия с задачей взять Сталинград.
Вся эта серия операций на левом крыле служила маскировкой готовящегося удара на правом крыле. Пока внимание русских было сосредоточено на ударе из района Курска на Воронеж, 1-я танковая армия Клейста нанесла более опасный удар из района Харькова. Этому благоприятствовал тот факт, что русские войска не успели укрепить свои позиции после того, как было остановлено их наступление. Не менее важное значение имело также вклинение немцев в позиции русских в районе Купянска. Прорвав оборону, танковые дивизии Клейста двинулись на восток по коридору между Доном и Донцом и вышли к Чертково на железной дороге, соединяющей Москву с Ростовом. Далее, повернув на юг, прошли Миллерово и Каменск, продвигаясь к низовьям Дона в районе Ростова.
На левом фланге этого направления 22 июля немцы форсировали реку и продвинулись от исходных рубежей на 250 миль. На следующий день на правом фланге этого же направления немцы вышли к оборонительному рубежу русских у Ростова и прорвали оборону этого города. Расположенный на западном берегу Дона, город оказался легко уязвимым для подобного рода ударов. С захватом Ростова была перерезана важная линия снабжения с Кавказа, и теперь обеспечение русских армий нефтью стало зависеть от возможности ее доставки на танкерах по Каспийскому морю и по новой железной дороге, быстро проложенной по степям восточнее его.
Следует отметить одну из характерных особенностей этого наступления: несмотря на то что было преодолено сопротивление крупных масс русских войск, общее число пленных оказалось намного меньше, чем в 1941 году. Темпы наступления тоже не были достаточно высокими. Это обусловливалось как сопротивлением противника, так и осторожностью действий и потерями, понесенными немецкими танковыми войсками в предшествующий период войны. Танковые «группы» 1941 года были преобразованы в танковые «армии», в которых увеличилась доля пехоты и артиллерии, а это снизило темпы продвижения.
Хотя в ходе немецкого наступления значительные силы русских оказались отрезанными от главных сил, большей их части все же удалось своевременно выйти из окружения. Поскольку немцы наступали в юго-восточном направлении, русские войска, естественно, отходили на северо-восток. Русское командование сосредоточило силы в районе Сталинграда. Здесь создалась серьезная угроза флангу немецких войск, наступающих на Кавказ. Это оказало огромное влияние на следующий этап кампании, когда немецкие армии начали наступать по двум расходящимся направлениям – на кавказские нефтепромыслы и к Волге в районе Сталинграда.