Иначе развивался прорыв на направлении действий северной ударной группировки. Противник, узнав о сосредоточении 5-й гвардейской танковой армии южнее Кировограда, не среагировал на разведку боем в полосе северной ударной группировки и не уплотнил перед ней боевые порядки. В 9 часов пехота, поддержанная последовательным сосредоточением огня, перешла в атаку. В полосе 53-й армии одновременно с ней перешел в наступление 5-й гвардейский механизированный корпус. В 11 часов, после прорыва первой позиции, в полосе 5-й гвардейской армии вошел в сражение 7-й мехкорпус, имевший всего 41 танк. Удар двух армий, усиленных двумя танковыми корпусами, позволил в первые часы создать брешь в обороне шириною 18 км, которую противник не мог закрыть тактическими резервами, а оперативные находились южнее. Танковые корпуса прорвали вторую позицию, а затем и всю главную полосу обороны. К исходу дня механизированный корпус Каткова вырвался на глубину 24 км.
Для наращивания силы удара и развития успеха Конев перегруппировал на это направление из южной группировки 8-й механизированный корпус, забрав его у Ротмистрова и подчинив Жадову. Несмотря на усиление, северная группировка на оперативный простор выйти не смогла: противник, разобравшись, что главный удар теперь наносится севернее Кировограда, перебросил туда свои танковые части.
Однако ослабление немецкой обороны южнее города позволило 7-й гвардейской армии совместно с 5-й гвардейской танковой армией прорвать вторую полосу и к исходу дня продвинуться на глубину до 20 км, а передовыми частями выйти к юго-восточной окраине Кировограда.
За второй день южная группировка продвинулась еще на 6 – 7 км. В ночь на 7 января 29-й танковый корпус генерал-майора И.Ф. Кириченко вышел к южной окраине Кировограда, вслед за танкистами в город ворвались части 297-й и 50-й стрелковых дивизий.
К 9 часам 7 января 7-й и 8-й механизированные корпуса обошли город с северо-запада и перерезали шоссе и железную дорогу Кировоград – Новоукраинка. В то же время части 18-го танкового корпуса, наступавшие к югу от Кировограда, перерезали дорогу Кировоград – Ровное. Таким образом, группировка противника из четырех дивизий – 3-й и 14-й танковой, 10-й моторизованной и 376-й пехотной – действовавшая в районе Кировограда, лишилась основных путей отхода на запад. Южная группа соединилась с северной.
Немцы имели строгий приказ фюрера удерживать Кировоград любой ценой. Однако командир 3-й танковой дивизии генерал Байерлейн не видел смысла держать подвижную группировку привязанной к городу. Воспользовавшись отсутствием связи с вышестоящим начальством, генерал решил идти на прорыв.
«Встал интересный вопрос, – рассуждает немецкий