Война застала войска фронта в группировке, которая включала первый эшелон (5, 6, 26 и 12-я армии прикрытия) и фронтовые резервы, в составе которых было 58 дивизий, из них 16 танковых и 8 моторизованных.

Войска группы армий "Юг”, наступавшие против войск фронта (6-я и 17-я армии, 1-я танковая группа), имели 39 расчетных дивизий, в том числе 5 танковых и 4 моторизованные. Резерв группы армий насчитывал 3 пехотные дивизии, остальные составляли ее первый эшелон. В целом, как уже указывалось, соотношение сил позволяло фронту отразить наступление, но его войска, большая часть которых сосредоточилась в стороне от направления главного удара врага, были растянуты в глубину, что затрудняло реализацию имевшихся возможностей.

Главный удар противник нанес смежными флангами 6-й и 17-й армий, а также 1-й танковой группой севернее львовского выступа. Удар 13 пехотных дивизий первого эшелона врага пришелся в стык 5-й и 6-й армий по 4 стрелковым и кавалерийской дивизиям, которые выходили на рубежи согласно планам прикрытия. Они вступали с ходу во встречный бой на необорудованной местности. Между соединениями образовались большие разрывы. Используя 15 — 20-километровые промежутки между дивизиями и подавляющее превосходство в силах на направлении главного удара, 6 пехотных и танковая дивизии врага в первый же день войны прорвались в глубину до 30 км .

При отсутствии реальных данных о положении и состоянии своих войск, группировке и силах врага командующий Юго-Западным фронтом генерал М. П. Кирпонос во исполнение директивы Главного военного совета приказал 15-му и 4-му мехкорпусам с утра 23 июня нанести удар в направлении Радехов, Сокаль-Слабе, Наспех организованный контрудар успеха не имел. В середине дня 24 июня в полосе 5-й армии нанес контрудар 22-й мехкорпус совместно со 135-й стрелковой дивизией. Однако, действуя разрозненно, не имея авиационного прикрытия, корпус, потеряв более половины танков, вынужден был отходить к Луцку. К исходу 24 июня 3 немецкие танковые дивизии, а вслед за ними и пехотные соединения, используя мощную поддержку авиации, на 60-километровом участке продвинулись на 100 км от границы. На других участках армии прикрытия сдерживали противника в 40—50 км от границы, а в районе Перемышля и в полосе 12-й армии — вдоль ее.

Для ликвидации угрозы глубокого прорыва обороны фронта и уничтожения основных сил вклинившейся 1-й танковой группы командующий войсками Юго-Западного фронта принял решение силами 9-го и 19-го мехкорпусов нанести контрудар с севера, а 8-го и 15-го мехкорпусов — с юга. Фронтовой контрудар был предпринят с 25 по 29 июня, вылившись в крупнейшее танковое сражение начального периода войны .

Проводя контрудар, командование фронта решило в то же время создать позиционный фронт обороны. 26 июня выдвигающимся резервам фронта (31, 36 и 37-й стрелковые корпуса) было приказано занять прочную оборону на рубеже Луцк, Кременец, Гологуры, отвести в последующем за него мехкорпуса, которыми подготовить мощный контрудар с целью разгрома вклинившегося противника. Это решение следует признать целесообразным. Однако Ставка ВГК это решение отменила, и начавшийся контрудар продолжался. Наступление танковой группы противника было задержано до конца июня. Однако войскам фронта не удалось ликвидировать прорыв. Основные причины низкой эффективности контрударов заключались в их поспешной подготовке, отсутствии единого руководства и надежной ПВО. Корпуса вступали в сражение после 200-400-километрового марша, в ходе которого они несли значительные потери от ударов вражеской авиации. Большое количество танков вышло из строя по техническим причинам. Практически контрудар превратился в разрозненные действия соединений: одни начинали атаку, другие завершали ее, а третьи еще подходили. В окружении оказались многие части и соединения, в том числе основные силы 8-го мехкорпуса, было потеряно 2648 танков. В это же время сражались в окружении 87-я и 124-я стрелковые дивизии.

К 30 июня 3 стрелковых корпуса (7 дивизий) из резерва фронта заняли оборону севернее Луцка по р. Стырь и на рубеже Дубно, Кременец, Золочев протяженностью 200 км. Однако между Луцком и Дубно остался незанятый промежуток, куда устремились 9 дивизий противника, в том числе 6 танковых и моторизованных. Противодействовали этой группировке лишь остатки 9-го мехкорпуса и не успевшая перегруппироваться на Западный фронт мотодивизия 16-й армии, которая занимала оборону в г. Острог.

Реальных сил, способных остановить наступление танковой группы на киевском направлении, фронт не имел. Над войсками его левого фланга нависла серьезная угроза удара в тыл с севера. Одновременно на юге крупная группировка изготовилась к наступлению с территории Румынии. Учитывая это, Ставка 30 июня приказала отвести войска фронта к 9 июля на рубеж укрепленных районов вдоль старой госграницы и, опираясь на них, создать прочную оборону. Но это решение оказалось запоздалым.

Начавшие 1—2 июля отход войска фронта находились от рубежа укрепрайонов в 120-200 км. Передовые соединения немецкой 1-й танковой группы отделяло от УР первой линии всего 25—50 км, а от Новоград-Волынского укрепрайона — 70-80 км. Для обеспечения отвода войск в укрепленные районы 5-я армия силами стрелкового и 3 механизированных корпусов 1 июля нанесла контрудар по левому флангу 1-й танковой группы, который лишь на два дня задержал противника в районах Ровно и Острога. Противник, отразив разрозненные атаки соединений 5-й армии, танковыми дивизиями 6 июля с ходу преодолел не занятые полевыми войсками укрепрайоны первой линии, вышел к Новоград-Волынскому укрепрайону и, обойдя его с севера и юга, начал наступление на Киев.

Результатом боевых действий фронта за первые 15 сут войны явился неудачный исход приграничных сражений и отход на старую границу на глубину 300-350 км. Фронт задержал наступление ударной группировки противника, но остановить его не смог.