在切列姆霍沃附近，蘇軍後貝加爾方面軍第53集團軍的第17師很快就被中華軍第13裝甲旅的高速機動部隊打敗，中華軍在防線的薄弱地區打開缺口並很快開到蘇軍防線的背後。
由於中華軍第13裝甲旅的2支先遣部隊已於1947年6月10日在切列姆霍沃會合，這導致仍在構築階段的防線建設變得無用。
兩個蘇聯集團軍第17，53的主力及空軍第12集團軍的一部被困在伊爾庫斯克城市方圓一百八十公里的的一個大型口袋中。
與中華軍希望的不同，被包圍的蘇軍並沒有輕易投降，相反，戰鬥變的極其猛烈及險惡。
蘇軍在伊爾庫斯克的抵抗亦給予蘇聯最高統帥部時間來快速向這一地區進行增援。同時，從西伯利亞軍區又運送3個機械化步兵師及2個坦克師到前線。
在切列姆霍沃以東的蘇軍在斯維爾斯克，西伯利亞烏索利耶附近表現的較好。
中華軍第14裝甲旅對整條前線周圍實施包圍行動，與前進中的中華軍第13裝甲旅會合並分別在7月3日和7月6日攻佔斯維爾斯克，西伯利亞烏索利耶。
中華軍空軍第二飛行集羣在7月3日出動1000架次，共計擊毀蘇軍100多輛坦克裝甲車，600多輛各型車輛。
7月4日，以小編隊飛行的中華軍重型轟炸機破壞了鐵路線並阻礙蘇軍在伊爾庫斯克地區以西的軍隊調動，切斷了伊爾庫斯克和外界的聯繫。
蘇聯第17集團軍大部在這一帶被包圍，但他們沒有投降，軍隊分成小股逃出了包圍圈，撤退至位於伊爾庫斯克外圍的防線，到7月13日，最後剩餘的蘇軍部隊丟掉重武器併成功從包圍圈中突圍逃走。
1947年7月17日，中華軍在這地區的攻勢被阻止，同時這裡下了第一場雨，這令道路滿布泥濘。這種現象在俄國被稱爲大沼澤地。
中華軍裝甲集團的推進大幅度被拖慢及未能輕易調動，削弱了士兵和坦克的作戰能力並引起精神上的懈怠
。
中華軍第14裝甲旅的部隊在附近遭到由季米特里－利亞申科少將指揮的蘇聯第12近衛步兵師的伏擊，出現嚴重傷亡。
包括米哈伊爾－卡圖科夫上校指揮的的第431坦克旅，當中華軍坦克駛過時，新造好的t－34坦克隱藏在樹木後面，匆匆組成的蘇軍步兵團阻擊中華軍的進攻，蘇軍坦克從側翼兇猛地攻擊中華軍t－10坦克的小梯形編隊。
對中華軍來說，這場小敗戰的衝擊很大，以致中華軍總參謀部下令進行特別調查，令人沮喪的是，結果只是蘇軍良好的僞裝騙過中華軍的偵察。
中華軍第14裝甲旅指揮官吳強勝少將自豪的寫道：“蘇軍坦克上的短身85mm火炮只有在打中我們t－10坦克後面的引擎和側面裝甲才能擊破它。”
張救國中將亦在其回憶錄中寫道：“此時的俄國人已經開始懂得了不少事。”
中華軍第二航空集羣出動1400架次攻擊蘇軍據點以支援第14裝甲旅，擊毀了蘇軍大約120輛坦克，54門火炮以及650輛各種種類的裝甲車輛和普通車輛。
之後，蘇軍的大規模反攻進一步拖慢了中華軍的攻勢。
在中華軍第14裝甲旅西面展開的用以包圍伊爾庫斯克的中華軍第12裝甲旅的行動，現在卻面對蘇軍強大的反攻。
蘇軍的進攻有強大的空中支援。雖然數量上居於劣勢，但蘇聯空軍仍對中華軍軍造成了很大損失，152架pe－4轟炸機及259架pe－2轟炸機頑強阻擊中華軍的進攻。同時202架pe－2轟炸機及188架pe－4轟炸機則打擊中華軍這一地區的補給線。
蘇聯陸軍在開闊地區受到了猛攻，中華軍空軍則擊落了122輛蘇軍轟炸機，蘇軍的進攻被擊潰。
伊爾庫斯克本身則被改造成了一個要塞，根據第53集團軍伊萬－梅福季耶維奇－馬納加羅夫上將的命令，50000名婦女及十幾歲的青少年不停地工作，於伊爾庫斯克周圍建立了溝渠及反坦克壕溝，並在沒有機械幫助的情況下挖走了接近三百萬立方米的泥土。
伊爾庫斯克的工廠倉促地被轉入戰時體制：電自行車廠被轉成衝鋒槍兵工廠，一間鐘錶廠被轉變成生產地雷**，朱古力工廠正在生產食品供應前線官兵，電自行車維修站用來維修損壞的坦克及軍車
。
但是，情況依舊非常嚴峻，因爲伊爾庫斯克仍然在中華軍坦克可到達的範圍內，而且伊爾庫斯克現在是大規模空襲的目標。
由於蘇軍全面的高射炮防禦及成功的平民滅火隊，這些空襲造成的傷亡在下降。
1947年7月20日，中華軍恢復進攻。
首先，中華軍不願直接進攻蘇軍防線，嘗試向西南面防守較弱的謝列霍夫鎮及西北面的納斯庫卡沃夫鎮推進以繞過安加爾斯克防線，除安加爾斯克外其餘城鎮在7月24日被攻佔。
伊爾庫斯克地區的蘇軍被截成兩段，受到這次最初攻勢的鼓舞，中華軍對防線發起正面進攻。
7月28日攻佔城西的比伊哈克鎮。
7月29日佔領城南的哈比霍洛夫鎮。
經過激戰後在7月30日攻佔安加爾斯克，殘餘守軍撤向伊爾庫斯克。
由於各個方向進攻的威脅增加，馬納加羅夫上將命令後退並將所有部隊撤退至安加拉河以東的主要城區。
在南面的謝列霍夫鎮後面，由於防線並沒有向南延伸，且該處沒有任何蘇軍集中地以阻延推進，中華第12裝甲旅較輕易的向前進。
但是惡劣的天氣影響了中華軍空軍的行動，被破壞的道路和橋樑阻延了中華軍的進攻速度。
中華軍第9，10,11裝甲旅的部隊在1947年7月26日到達伊爾庫斯克外圍。
中華軍的計劃是立即攻佔伊爾庫斯克河以西所有地區並向伊爾庫斯克實施鉗形攻勢。
但因爲中華軍坦克在激戰中被蘇聯第53集團軍及平民自願者所阻，對該城的首次進攻失敗了，中華軍的部隊被迫於1947年7月31日在該城伊爾庫斯克河西岸停止了前進，此時的中華軍開始準備攻堅。