กองทัพพันเซอร์ได้เริ่มบุกทันที่ ในวันที่ 17 กันยายน กลุ่มพันเซอร์ที่หนึ่งภายได้การนำของนายพลฟอน ไคลสท์ นำกองทัพข้าม แม่น้ำนีเปอร์ และโจมตี กองพลตะวันตกเฉียงใต้ของเซมิออน บูดิออนนืย ในวันที่ 16 กันยายนกลุ่มพันเซอร์ที่สอง ภายใต้การนำของไฮนซ์ กูเดเรียน นำกองทัพเข้าทางใต้ ของเมือง Lokhvitsa, 120 ไมล์ หลังเมืองเคียฟ.[18] เซมิออน บูดิออนนืยโดนขับออกจากการปฏิบัติหน้าที่ตามคำสั่งของสตาลินในวันที่ 13 กันยายน

หลังจากการโจมตีที่ล้มเหลวของกองทัพโซเวียต กองทัพที่ 6 และ 17 ของเวร์มัคท์ได้เรื่มโจมตีเคียฟในวันที่ 19 กันยายน, เคียฟ ล้มเหลวในการบุกโจมตีกลับและการสู้รบยังดำเนินต่อไป ในที่สุดหลังจาก 10 วันในการสู้รบอย่างหนักและดุเดือดนครเคียฟก็แตกกองทัพตะวันออกชุดสุดท้ายในเคียฟก็ยอมจำนน ในวันที่ 26 กันยายน เวร์มัคท์จับเชลยทหารของกองทัพแดงได้ประมาณ 600,000 นาย