Немецкая 332-я пехотная дивизия 52-го армейского корпуса получила первоначальную задачу выдвинуться уступом за левым флангом 3-й танковой дивизии, обеспечивая западный фланг 48-го танкового корпуса.
Выполняя задачу, командир 332-й пехотной дивизии генерал Ганс Шефер (Hans Schaefer) предпринял частную атаку в центре участка обороны 71 -й стрелковой дивизии полковника Сивакова. Около 6:30 (по московскому времени) до двух рот 676-го гренадерского полка 332-й дивизии при поддержке артиллерии атаковали высоту с тремя курганами, обороняемую подразделениями 2-го стрелкового батальона 213-го гвардейского стрелкового полка. В течение 10 часов боя высота несколько раз переходила из рук в руки. В 16 часов, получив данные о продвижении соседних дивизий на других участках, генерал Шефер подтянул еще до батальона пехоты, который атаковал позиции 3-го батальона 213-го гвардейского полка. Немцам удалось ворваться в первую траншею, но развить успех в направлении села Дмитриевка помешала контратака, организованная командиром полка гвардии майором Александром Турпановым, который подтянул к месту боя свой личный резерв — две роты автоматчиков (майор Турпанов погиб в бою 3 августа 1943 года, в первый день наступления войск Воронежского фронта на Белгород и Харьков).
На участке правофлангового 219-го гвардейского стрелкового полка 71-й стрелковой дивизии (под командованием гвардии майора Михаила Саутиева) и 100-й стрелковой дивизии 40-й армии части немецкой 255-й пехотной дивизии 5 июля активности не проявляли. В первый день операции «Цитадель» артиллерия 255-й дивизии генерала Вальтера Поппе (Walter Рорре) была почти полностью задействована для обеспечения наступления 3-й танковой дивизии и дивизии «Великая Германия».
Два гренадерских полка 167-й пехотной дивизии генерала Вольфа Триренберга (Wolf-Giinther Trierenberg) прикрывали правый фланг 48-го танкового корпуса, наступая вдоль западного берега реки Ворсклы и поддерживая соприкосновение с третьим полком дивизии, который должен был обеспечить продвижение левого фланга эсэсовского танкового корпуса по восточному берегу этой реки.
Таким образом, за 5 июля 48-й танковый корпус полностью прорвал первую полосу обороны 6-й гвардейской армии и продвинулся в глубь позиций 22-го стрелкового корпуса на 8—9 км, подойдя к переднему краю второй оборонительной линии на узком участке Луханино—Сырце в (Сырцов). Советская 67-я гвардейская стрелковая дивизия, на участок которой пришелся основной удар, была разгромлена, ее разрозненные части с наступлением темноты оставили отсечной рубеж Завидовка—Триречное и отступили на северо-восток, заняв позиции на участке Шепелевка—Луханино. Отдельные части и подразделения советских войск, общей численностью до стрелкового полка, оказались в окружении (Ги Сайер вспоминает63, что в первый день операции были захвачены тысячи пленных, некоторые из которых сразу же предоставили списки сослуживцев, подлежащих расстрелу в первую очередь, однако значительную часть сдающихся немецкие солдаты безжалостно убили, чтобы не обременять себя лишними заботами; здесь следует заметить, что ветераны дивизии «Великая Германия» считают воспоминания Сайера фальсификацией на том основании, что он практически не указывает даты событий и географические пункты, а его имя не значится в сохранившихся списках личного состава дивизии, однако председатель ветеранской организации данного соединения, бывший командир разведывательного батальона майор Гельмут Шпатер (Helmuth Spaeter) в итоге все-таки признал, что многие военнослужащие вообще не были внесены в списки, а часть документов штаба дивизии оказалась утрачена, так что окончательное заключение по поводу достоверности утверждений Сайера сделать затруднительно). Тем не менее в связи с грубой тактической ошибкой, допущенной при организации главного удара на Бутово, достижение целей первого дня наступления — выход к реке Псел — оказалось для 48-го танкового корпуса под вопросом.
Тем более что для усиления обороны на рубеже по реке Пене на участке 67-й и 90-й гвардейских стрелковых дивизий была уже развернута 27-я истребительно-противотанковая артиллерийская бригада под командованием подполковника Никифора Чеволы.
2-й танковый корпус СС первый удар нанес в районе Стрелецкое—хутор Березов, на участке около 6 км (расчетная плотность бронетехники на участке прорыва — около 55—60 танков и САУ на километр фронта), в полосе обороны 52-й стрелковой дивизии 23-го гвардейского корпуса, находившейся под командованием полковника Ивана Некрасова. Главное тактическое преимущество, которым действительно обладали дивизии СС, — это отсутствие каких-либо возвышенностей перед их фронтом. Соответственно, если 48-й танковый корпус вынужден был проводить наступление в два этапа (первый — 4 июля, с целью захвата господствующих высот), что обнаружило перед противником направление главного удара корпуса, повлекло за собой дополнительные потери и уменьшило эффективность артиллерийской подготовки, то 2-й танковый корпус СС оказался в более выгодных условиях. Вместе с тем, по мнению С. Ньютона64, хотя это обстоятельство и сыграло определенную роль в большем успехе войск СС, достигнутом ими 5 июля, штаб 2-го танкового корпуса СС и подчиненные ему дивизионные штабы разработали лучшие оперативно-тактические планы наступления, чем командование 48-го танкового корпуса.