Наступление началось. 18 августа, после 80-минутной артиллерийской и авиационной подготовки, в 7.15 части 5-й ударной, 2-й гвардейской и 28-й армий Южного фронта перешли в наступление. В полосе советского наступления оборонялись части 336, 294-й пехотных дивизий и правого фланга 306-й пехотной дивизии.
Советская пехота атакует при поддержке танков
В полосе 5-й ударной армии наступление развивалось успешно. Удачно проведенная артиллерийская подготовка подавила и нарушила систему огня противника на переднем крае и в глубине. Сопротивление немцев было сломлено, и за первый день наступления войска армии, прорвав фронт обороны противника шириной 16 км на участке Дмитриевка – Куйбышево, продвинулись на глубину до 8 км и вышли на рубеж Дмитриевка, Мариновка, Калиновка, р. Ольховчик. Оборона 294-й пехотной дивизии была полностью смята. Можно даже сказать, что 614-й пехотный полк и 294-я пехотная дивизия прекратили свое существование.
В 23.00 с рубежа Калиновка, Елизаветинский в прорыв был введен 4-й гвардейский механизированный корпус с задачей овладеть районом Колпаковка и не допустить занятия противником рубежа реки Крынки. Не встречая серьезного сопротивления, корпус к утру 19 августа выполнил свою задачу: вышел в район Артемовка, Надежный, Колпаковка и закрепился на нем.
В полосе 2-й гвардейской армии наступление развивалось менее успешно. Артиллерийская подготовка атаки существенных результатов не дала. Недостаточно изученная в подготовительный период система обороны противника подавлена не была. Армия в первый день наступления, ведя ожесточенные бои с противником, прочно удерживавшим командные высоты восточнее Ново-Бахмутского, колх. Густафельд, продвинулась на 1–2 км, незначительно вклинившись в передний край главной оборонительной полосы противника. Меньше пострадавшая в июльских боях 336-я пехотная дивизия XXIX армейского корпуса удержала первый удар на позициях между Петропольем и Берестовом. 28-я армия, успех которой главным образом зависел от действий правого соседа, оставалась к исходу первого дня на прежнем рубеже, так как была не в состоянии преодолеть организованную оборону противника одной стрелковой дивизией первого эшелона.
В первый день операции 8-я воздушная армия выполнила 919 самолето-вылетов, причем более 50 % из них – на атаку войск противника на поле боя. Следует отметить, что широко использовалось перенацеливание штурмовиков, уже находящихся в воздухе, авиационными представителями на командных пунктах наземных войск. Противодействие противника было достаточно слабым – за день было отмечено лишь 350 самолето-пролетов. Собственные потери составили 12 самолетов (3 истребителя, 8 штурмовиков и 1 дневной бомбардировщик).
Как только определилось направление главного удара советских войск, командование 6-й армии начало ведение оборонительного сражения согласно принятым в немецкой армии принципам. Подвижных соединений на тот момент в распоряжении Холлидта не было: 18 августа ему была только обещана 13-я танковая дивизия из Крыма. Точно так же, как в июле, начался сбор пехотных боевых групп. Буквально неделю назад вернувшаяся на позиции у Таганрога боевая группа Рекнагеля была вновь вызвана в район Калиновки. В группу Рекнагеля вошли 70-й гренадерский полк 111-й пехотной дивизии, 55-й гренадерский полк 17-й пехотной дивизии и пять батальонов «россыпью» из состава 17, 111-й пехотных дивизий и 15-й авиаполевой дивизии. Рекнагелю была также придана почти вся артиллерия 111-й пехотной дивизии. Против северного фланга советского вклинения началось сосредоточение группы Пикера из соединений IV армейского корпуса. Приказ Холлидта на сбор и отправку боевой группы поступил в 18.15 берлинского времени 18 августа. Местом сосредоточения был назначен район в 20 км северо-западнее Куйбышева. Ядром группы Пикера стал полк 3-й горно-егерской дивизии, усиленный артиллерией собственно 3-й горно-егерской дивизии и артиллерией 304-й и 335-й пехотных дивизий. Также группе Пикера была придана рота «Штурмгешюцев» (5 машин). Штаб группы Пикера составили части штаба 3-й горно-егерской дивизии. Тем самым боевой группе масштаба усиленного полка было дано на уровень большее звено управления. Поскольку 3-я горно-егерская дивизия была немоторизована, переброска осуществлялась по железной дороге. Первый поезд должен был отправиться из Ворошиловска в 20.00 18 августа. Опираясь на опыт июльских боев, Холлидт также собрал артиллерию армейского подчинения на западных скатах высоты 277,9 (курган Саур-Могильский). Это были 10-см пушки К-18 из пушечного дивизиона II/52.
К вечеру 19 августа 5-я ударная армия овладела плацдармом на западном берегу р. Миус, глубиной до 22 км. Более того, был захвачен плацдарм на р. Крынке и были заняты Криничка и Артемовка. Здесь наступающим советским частям противостояли только строители тыловой «позиции Висла». Передовые части 5-й ударной армии оказались в непосредственной близости от основной линии снабжения XXIX армейского корпуса – железной дороги Сталино – Амвросиевка – Успенское. Однако это был еще не прорыв, а укол на большую глубину. Наступление войск 5-й ударной армии производилось на очень узком участке фронта, достигавшем по ширине только 8 км. Это было вызвано тем, что 2-я гвардейская армия, встретившая упорное сопротивление немцев, на второй день операции смогла продвинуться лишь на правом фланге, овладев опорным пунктом Ново-Бахмутский и высотами восточнее колхоза Густафельд. Потери 2-го гв. механизированного корпуса 2-й гв. армии за два дня боев были незначительными: к 24.00 число боеготовых танков Т-34 просело до 79 при 26 Т-34 в ремонте, боеготовых Т-70 было 34 единицы при 4 в ремонте. На второй день наступления некоторый успех обозначился на участке 28-й армии, овладевшей сильным опорным пунктом противника – Петрополье.
За день 19 августа авиация 8-й воздушной армии 273 самолетами (125 штурмовиками, 121 истребителем, 27 бомбардировщиками) выполнила 587 самолето-вылетов. Особенностью действий советской авиации на второй день операции стала борьба за воздух силами истребителей. Количество боевых вылетов штурмовиков и дневных бомбардировщиков сократилось до 223 и 31 соответственно, а из 333 самолето-вылетов истребителей только 82 было потрачено на сопровождение своих ударных самолетов. Остальные выполнялись с целью выбить авиацию противника. Собственные потери 8-й воздушной армии за 19 августа составили 14 самолетов (6 истребителей и 8 штурмовиков). Потери войск Южного фронта за 19 августа составили 1041 человек убитыми, 4299 ранеными и 4 пропавшими без вести.
Прекрасно осознавая трудности противника с развитием узкого вклинения в прорыв, командование 6-й армии построило ведение оборонительной операции на контрударах. Группы Рекнагеля и Пикера должны были нанести удары в основание вбитого в немецкую оборону клина по сходящимся направлениям. Одновременно немецким командованием были предприняты меры к тому, чтобы перебросить к месту прорыва оперативные резервы из состава 17-й армии в Крыму и других участков фронта. В переброске находились 13-я танковая дивизия из Крыма, 9-я танковая и 258-я пехотная дивизии из группы армий «Центр».
