Для развития успеха немецкое командование стягивало в район наносимых ударов дополнительные резервы. 19-я танковая дивизия с участка фронта перед букринским плацдармом выдвигалась через Кагарлык и Белую Церковь в район Сквиры. На станциях Бердичев и Попельня разгружались части прибывшей по железной дороге 2-й авиаполевой дивизии.
В свою очередь, командующий фронтом также продолжал усиливать 38-ю армию новыми частями. 17 ноября из состава 40-й и 27-й армий в 38-ю армию были переданы 315-й и 1070-й истребительно-противотанковые артиллерийские полки. Были организованы отряды заграждения с задачей в случае развития наступления противника минировать направления: Ставище-Киев; Васильков-Киев; Копачи-Гвоздов-Киев; Фастов-Плесецкое-Киев.
С целью дезинформации противника 27-й армии было приказано в период с 17 по 30 ноября провести на букринском плацдарме мероприятия, позволявшие скрыть от немцев увод оттуда значительной части войск и создать у противника впечатление, что на плацдарме происходит сосредоточение крупной группировки советских войск и идет подготовка к переходу ее в наступление.
Бои 18 ноября. 18 ноября противник нанес концентрический удар на Вересы силами 8-й танковой дивизии из района Вильска севернее Житомира и силами 7-й танковой и 20-й моторизованной дивизий из района Вацьков. В результате этого удара житомирская группа наших войск (2-я и 7-я гвардейские кавалерийские дивизии, часть сил 121-й, 141-й и 218-й стрелковых дивизий) была окружена противником. Одновременно 1-я танковая дивизия неприятеля оттеснила части 23-го стрелкового корпуса к северу от шоссе. Танковая дивизия СС «Адольф Гитлер» вела ожесточенный бой в Кочерово, однако прорваться по шоссе на восток в течение дня не смогла.
С началом боев 18 ноября командующий фронтом телеграммой на имя командира 1-го гвардейского кавалерийского корпуса категорически потребовал удерживать Житомир во что бы то ни стало.
Положение советских войск на участке Житомир-Брусилов к исходу 18 ноября было следующим. В Житомире вели бои в окружении 1-й гвардейский кавалерийский корпус (2-я и 7-я гвардейские кавалерийские дивизии), по одному полку 121-й, 141-й стрелковых дивизий и 218-я стрелковая дивизия. Основные силы 121-й и 141-й стрелковых дивизий отошли к северу от Житомира и вели бой: 121-я стрелковая дивизия – на рубеже Черняхов, Бол. Горбаша, Троковичи фронтом на запад и юго-запад, 141-я стрелковая дивизия – в районе Вересы. 322-я стрелковая дивизия, выведенная 17 ноября из боевых порядков 24-го стрелкового корпуса и переброшенная в район Коростышева, совместно с 3-й гвардейской воздушно-десантной дивизией вела бой на линии Городище, Студеница, северо-западная окраина Коростышева. Остатки 23-й и 30-й стрелковых дивизий отошли в район Тесновка, где приводились в порядок. 132-я стрелковая дивизия оборонялась на участке Козиевка, (иск.) Городськ и 248-я стрелковая бригада на участке Городськ, Ленино.
Для обеспечения стыка с 38-й армией в районе северо-восточнее Коростышева, где вела атаки танковая дивизия СС «Адольф Гитлер», командующий 60-й армией в 2 часа 18 ноября приказал 1-й гвардейской кавалерийской дивизии организовать прочную оборону на рубеже Чаща, Поташня фронтом на юг и юго-запад. В течение дня дивизия выходила на указанный рубеж и подготавливала его к обороне.
280-я стрелковая дивизия, выведенная 17 ноября из состава 77-го стрелкового корпуса, сосредоточивалась в районе Радомышля. 2-я гвардейская воздушно-десантная дивизия, переданная распоряжением командующего фронтом из 13-й в 60-ю армию, выходила в район Раковичи. Вследствие сложной обстановки и происходившей перегруппировки управление войсками армии на участке Черняхов-Коростышев было организовано слабо. Части различных корпусов и даже дивизий перемешались, штабы 23-го и 30-го стрелковых корпусов связи с войсками не имели и обстановку знали слабо.
38-я армия только 18 ноября упорядочила управление войсками, четко определив состав стрелковых корпусов и их полосы обороны. 17-й гвардейский стрелковый корпус (75-я гвардейская, 211-я и 70-я гвардейская стрелковые дивизии) вел оборонительные бои на фронте Царевка, Кочерово, Приворотье, Карабачин, Морозовка. 21-й стрелковый корпус (241-я и 135-я стрелковые дивизии) оборонялся на рубеже (иск.) Морозовка, Вилынка, Лучин, Ставни. 52-й стрелковый корпус (42-я гвардейская, 147-я и 68-я гвардейская стрелковые дивизии) завял оборону на фронте Фасовочка, Лазаревка, 253-я стрелковая дивизия этого корпуса была выдвинута на рубеж Ставище, Костовцы. 5-й гвардейский танковый корпус совместно с 211 – й стрелковой дивизией вел бои в районе Кочерово. 10-й танковый корпус оборонялся на южной окраине Брусилова. 8-й гвардейский танковый корпус был сосредоточен в Осовцы.
18 ноября из 40-й в 38-ю армию были переданы 68-я гвардейская стрелковая и 13-я артиллерийская дивизии.
6-й гвардейский танковый корпус 3-й гвардейской танковой армии готовил оборону севернее Озеряны фронтом на запад; 9-й механизированный корпус оборонялся на линии южная окраина Брусилова, Ястребенька, а 7-й гвардейский танковый корпус – на рубеже Вилынка, Лучин.
40-я армия в составе 50, 51 и 47-го стрелковых корпусов продолжала обороняться на прежнем рубеже – Фастов, Триполье; на ее участке было затишье. 18 ноября из 27-й в 40-ю армию была передана 155-я стрелковая дивизия.
Ночью на 19 ноября командующий фронтом принял решение на выход из окружения в районе Житомира 1-го гвардейского кавалерийского корпуса, 218-й стрелковой дивизии и отдельных частей 121-й и 141-й стрелковых дивизий. Выход должен был производиться по следующему плану командующего 60-й армией. Основные силы окруженной группировки (2-я и 7-я гвардейские кавалерийские дивизии) сосредоточиваются на северной окраине Житомира, откуда наносят удар на север вдоль железной дороги. Стрелковые части прикрывают отход кавалерийских дивизий. Одновременно 30-й стрелковый корпус наносит удар на Житомир с севера, содействуя 1-му гвардейскому кавалерийскому корпусу в прорыве из окружения.
Все остальные войска 60-й армии должны были упорно обороняться на занимаемых ими рубежах. 280-я стрелковая дивизия, вышедшая в Радомышляь, после короткого отдыха должна была занять оборону на участке Староселыгы, Ивановка. 19 ноября распоряжением командующего фронтом из 13-й в 60-ю армию были переданы 6-я гвардейская стрелковая дивизия, 874-й истребительно-противотанковый артиллерийский полк и 323-й гвардейский минометный полк.
В ночь на 19 ноября командующий фронтом также отдал боевой приказ 38-й армии о переходе в контрнаступление[56]. Главный удар наносился в общем направлении Брусилов, Водотый, Ходорков, вспомогательные удары – в направлениях Приворотье, Крапивня и Лучин, Корнин (схема 29).
Начало наступления было намечено на 21 ноября. К исходу этого дня войска армии должны были выйти на фронт Городецкая, Войташивка, Вильня, Водотый, Соловьевка, Турбовка, Сущанка и к исходу 23 ноября на фронт (иск.) Коростышев, Шахворостивка, Яроповичи, Кривое, (иск.) Мохначка. На этом рубеже войска имели задачу закрепиться. На участке главного удара было приказано сосредоточить не менее 200 артиллерийских орудий и минометов на 1 км фронта.
3-я гвардейская танковая армия получила задачу содействовать 38-й армии огнем и быть готовой развить ее успех. 2-я воздушная армия должна была всеми силами содействовать 38-й армии, а также прикрыть от авиации противника войска 38-й и 3-й гвардейской танковой армий.
Бои 19 ноября. В течение 19 ноября бои шли только на отдельных участках, и положение сторон существенно не изменилось. Войска 60-й армии отражали атаки противника на участке 30-го стрелкового корпуса южнее Черняхов и вели бой в центре Коростышева. Большая часть житомирской группы войск армии 19 ноября прорвалась из окружения и вышла в район Высоко-Чешское, Забродье. Остальные войска армии закреплялись на занимаемых рубежах и приводили себя в порядок (схема 28).
Войска 38-й армии вели бой в районе Кочерово и Морозовка. К исходу дня Морозовка была оставлена нашими частями.
3-я гвардейская танковая армия оставалась на прежних рубежах и частью сил совместно с соединениями 38-й армии вела бой в районе Морозовка, Лучин. В корпусах армии создавались резервы из расчета по одной бригаде на корпус. В связи с недостатком материальной части в войсках эти бригады были слабого состава. Так, в 6-м гвардейском танковом корпусе в резерве было восемь танков, в 7-м гвардейском танковом корпусе – четыре танка и только в резерве 9-го механизированного корпуса имелось двадцать пять танков.
Противник в течение всего дня, ведя атаки на отдельных участках, производил перегруппировку. В районе Соловьевки была выведена из боя 19-я танковая дивизия. Южнее ее продолжала действовать 25-я танковая дивизия. Танковая дивизия СС «Адольф Гитлер» вела бои в районе Вильня, Водотый. 7-я танковая дивизия действовала в районе Вересы, 8-я танковая дивизия была сосредоточена в Житомире. Это свидетельствовало о том, что противник в районе Брусилова готовит сильный удар силами трех-четырех танковых дивизий с целью прорваться к Киеву. Немцы в этот день начали выводить из боевых порядков в район Белой Церкви танковую дивизию СС «Рейх».
Бои 20 ноября. 20 ноября 38-я армия не смогла перейти к активным действиям, так как противник силами 1-й танковой дивизии вел сильные атаки в районе Кочерово. Одновременно с этим немцы силами 7-й танковой и 20-й моторизованной дивизий наносили второй удар в направлении Студеница, Радомышль. Части 23-го стрелкового корпуса 60-й армии, не выдержав удара, начали отход на северо-восток.
В этот день командующий фронтом переподчинил 47-й стрелковый корпус (337-я, 38-я и 136-я стрелковые дивизии) 27-й армии и приказал перенести командный пункт этой армии в Обухов. На букринском плацдарме был оставлен лишь вспомогательный пункт управления. Разграничительная линия между 40-й и 27-й армиями с 24 часов 21 ноября проходила Мал. Дмитровичи, Копачи, м. Германовка, Розалеевка (все пункты, кроме Мал. Дмитровичи, включительно для 40-й армии). Обе армии имели прежнюю задачу – прочно удерживать занимаемый рубеж (схема 29).