К 18 часам армии Юго-Западного фронта практически подошли к предполью, или к первому оборонительному рубежу. Примерно в это же время над полем боя с пронзительным воем пронеслось на бреющем полете 500 самолетов немецкого 4-го воздушного флота. Они сеяли ужас и опустошение, нанося удары по скоплениям танков, артиллерии, грузовиков и лошадей, растянувшихся вдоль дороги на Перемышль. В течение почти двух часов самолеты Bf. 109, Me.110 и Ju.87 волна за волной били по скопившимся на шоссе частям русских, рассеивая их и вынуждая бежать, куда придется. А тем временем подразделения XLVIII моторизованного корпуса наконец смогли пробиться сквозь танковое охранение советских частей и разбили VIII механизированный корпус. На участке фронта группы армий «Центр» самолеты 1-го воздушного флота во взаимодействии с XXXIV моторизованным корпусом во многом таким же образом сокрушили 10-ю армию. К тому времени, когда изрядно поредевшие части Красного Воздушного Флота прилетели на поле боя, арьергард трех русских армий прекратил свое существование.
Но головные корпуса русских войск продолжали двигаться вперед, и к 20 часам их главные силы подошли к первому оборонительному рубежу. Хотя к этому времени каждая из армий потеряла сотни танков, их командующие решили провести наступление, не дожидаясь подхода остатков артиллерии и пехоты, застрявших где-то далеко позади. Войска VI, XIII и XIV механизированных корпусов сделали попытку подавить оборону противника на всю глубину, прорвав ее пехотой и танками при поддержке артиллерии и авиации. Первая попытка атаки русских разбилась о стену танкового огня и огня противотанковой артиллерии, которая с фронта и с флангов встала перед атакующими. Она превратила сотни танков КВ-1 и Т-34 в полыхающие огнем препятствия и в течение часа подавила все попытки продвинуться вперед. Точно так же закончились еще две попытки атаки, которые были проведены в течение двух следующих часов. Успех был минимальным, а потери советских войск оказались тяжелыми. Только наступление ночи помешало Красной Армии сделать еще одну попытку пойти на штурм. Жуков, который буквально кипел от гнева, приказал двум своим командующим фронтами этим вечером окопаться, а утром продолжить бой. «Поставьте на острие атаки пехоту и артиллерию!» — таким было его указание. Он приказал Павлову и Кирпоносу провести реорганизацию своих изрядно потрепанных пехотных корпусов, а также поддерживающей артиллерии и объединить их для атаки, планируемой на следующее утро. А тем временем глава Генерального штаба согласует порядок поддержки Красного Воздушного Флота с воздуха; как правило, авиация приходила на помощь до обидного поздно. Он также рассчитывал, пользуясь покровом темноты, продвинуть вперед 13-ю и 16-ю армии, следом за которыми должны были пойти 19-я и 20-я армии. «Утром мы прорвем их оборону», — говорил Жуков своему штабу.
И та, и другая сторона использовали ночь, для того чтобы сменить войска на позициях, а также провести дозаправку техники горючим и боеприпасами. Солдаты двух противостоящих армий понимали, что следующий день определит, как будет складываться дальнейший ход войны. Большинству из них было не до сна, да и вряд ли кто мог бы заснуть в ту ночь. Пробиваясь сквозь строй импровизированных ночных истребителей-перехватчиков и плотный заслон зенитных пушек, от огня которых сотрясалась земля под ногами и ярким пламенем загоралось небо над головой, и русские, и немецкие бомбардировщики переднего края пытались нанести удары по позициям своего противника. Воспользовавшись наступлением ночи, тысячи разведывательных групп и кавалерийских отрядов с советской стороны стали проводить разведку боем немецких позиций, а саперы старались проделать проходы в минных полях. В это же время на своем пути к реке Буг вдоль флангов русских армий и в районе их арьергарда проходили крупные соединения немецких танков. Они имели задачей разведать направления будущих атак и помешать доставке боеприпасов и подкреплений к переднему краю. Встречный бой XXXIX моторизованного корпуса с головными подразделениями 13-й армии русских начал целый ряд кратких, но кровопролитных сражений, которые заставили остановиться оба соединения. Жуков требовал, чтобы командующие армиями обеспечили продвижение своих армий в продолжение всей ночи, однако случайные боевые стычки губительно сказывались на боевом духе солдат, и наступательный порыв двух русских армий выродился в топтание на месте. Прожекторы, осветительные снаряды и мины постоянно освещали поле боя, вынуждая солдат и боевые машины подобно муравьям сновать в поисках спасительной тени.
В четыре часа утра 7 июля советская артиллерия открыла огонь по первому оборонительному рубежу вермахта дымовыми и осколочно-фугасными снарядами большого могущества, превращая Остов, Люблин и Перемышль в груды руин. Обстрел разнес в клочья немецкие оборонительные позиции, он подавил огневые точки и вынудил большую часть обороняющихся отступить к главной полосе обороны. Тридцатью минутами позже примерно 400 краснозвездных истребителей и бомбардировщиков переднего края стали наносить воздушные удары как по укрепленным районам, так и по моторизованным корпусам, которые так сильно расстроили планы Жукова.
Самолеты люфтваффе, которые поднялись в небо, чтобы нанести еще один удар по Красной Армии, втянулись в столкновение всего лишь несколькими минутами позже. Вскоре боевые порядки самолетов распались на множество отдельных поединков, и летчики враждующих сторон вынуждены были отвлечься от своих задач по оказанию поддержки войскам на земле.
В 6 часов утра началась атака сухопутных сил русских. Саперы Красной Армии выполнили свою работу на отлично, и с помощью проделанных и обозначенных ими проходов передовые отряды наступающих в течение часа подошли к немецкой линии обороны. Под прикрытием дымовой завесы вслед за ними по проделанным проходам двинулась волна инженерных войск, пехоты, артиллерии, перед бойцами которых была поставлена задача уничтожить те минные поля и укрепленные районы противника, которые были расположены в глубине его обороны. Последними шли танковые и моторизованные дивизии механизированных корпусов, которые в течение ночи подверглись переформированию, которое выразилось в слиянии подразделений, понесших наибольшие боевые потери. К середине дня передовые соединения обоих фронтов подошли к главной полосе обороны немецких войск, которая первоначально тянулась вдоль шоссе Острожка — Деблин, а затем шла к югу до Сандомира по берегам реки Вислы, а затем через Горлицу к границе с Венгрией.
В 16 часов 00 минут оба фронта начали скоординированную атаку на позиции переднего края главной полосы обороны немцев. Из-за нехватки боеприпасов огневая подготовка, посредством которой артиллерия 10-й армии открыла наступление советских войск, длилась всего несколько минут. Но еще до ее окончания механизированный корпус генерала Голубева на предельной скорости устремился к Варшаве, усадив пехоту на танки. Однако танки 4-й армии, а также ее противотанковая артиллерия и зенитные пушки были готовы к встрече с противником. Первый же их залп в течение нескольких минут разбил и рассеял передовые батальоны наступающих еще до того, как они подошли к окраинам польской столицы. Пока батальоны, которые следовали за ними, продолжали наступление вдоль шоссе, пехотный батальон попытался штурмом овладеть высотами в районе Острожки, господствующими над главной шоссейной магистралью, которая подходила к польской столице с востока. Отряды Красной Армии, перед которыми была поставлена задача осуществить охват, были уничтожены огнем скорострельных зенитных пушек калибром 20 мм. Такая же неудача постигла и кавалерийский полк, который проводил повторную атаку в конном строю и пытался подойти к противнику, используя преимущества, создаваемые лесистой местностью. Неудачной оказалась и третья атака, в которой вместе с пехотой шли легкие танки и артиллерия.
Постепенно немецкие танки, которые встречали противника со своих позиций на хребте, начали продвигаться вперед, охватывая дорогу с севера и сосредоточивая свой огонь на средних и тяжелых танках механизированного корпуса. Ответный огонь советских солдат был малоэффективным. Через несколько часов беспорядочного огня уцелевшие русские начали поспешное отступление по шоссе в направлении Белостока. Тогда, чтобы возобновить попытки прорыва к Варшаве, Голубев ввел в бой два стрелковых корпуса, поддержанных остатками XIV механизированного корпуса. Однако в течение нескольких часов они тоже были разбиты наголову. Опасаясь обхода с севера и обеспокоенный недостатком боеприпасов, Голубев приказал своим обескровленным механизированному и кавалерийскому корпусам прикрыть отход разбитых стрелковых подразделений. Прежде чем утром вновь подключиться к наступлению войск Западного фронта, он рассчитывал обратиться за помощью к наступающим 33-й и 12-й армиям.
