29 июня Ставка Главного Командования потребовала от командующего Юго-Западным фронтом закрыть разрыв на участке Луцк, Станиславчик, чтобы изолировать и уничтожить прорвавшуюся мотомеханизированную группу противника. Эта задача возлагалась на 5-ю армию, которой предстояло 1 июля нанести новый контрудар из района Цумань, Ставок, Клевань на юг с целью отрезать от своих баз и войск вражескую мотомеханизированную группу и ликвидировать прорыв. Но уже 30 июня Ставка Главного Командования, учитывая сложившуюся обстановку, приняла решение о переходе к обороне на южном и юго-западном стратегических направлениях. Войскам Юго-Западного фронта предписывалось отойти на основной рубеж Сарны, р. Случь, Острог, Скаладзь (Скалат), Чортков, Коломыя, Берхомет (Берегомет), удерживая его до 6 июля.

Пока эта директива передавалась в штаб Юго-Западного фронта, командующий 5-й армией генерал М. И. Потапов готовился к нанесению контрудара. Генералу Рокоссовскому предписывалось без 131-й моторизованной дивизии во взаимодействии с 22-м механизированным корпусом ударом в направлении Клевань, Зарецк уничтожить противостоящего противника, выйти в район Зембица, Оладув, Варковичи и, обеспечивая себя со стороны Дубно, не допустить отхода противника на запад. 131-я моторизованная дивизия выводилась в резерв командующего 5-й армией. Генерал Потапов рассчитывал, что контрудар на дубненском направлении, несмотря на его ограниченную глубину, на некоторое время скует силы противника и облегчит отрыв войск 5-й армии и их планомерный отход на р. Случь. С этой целью он приказал 9-му механизированному корпусу до исхода 3 июля упорно оборонять район Клевань, Грабов, Оржев. После этого отойти 4 июля в район Седлице, Тучин, обеспечивая стык 31-го стрелкового и 19-го механизированного корпусов.

В ходе подготовки к наступлению 9-й механизированный корпус (32 танка и 55 орудий) был атакован вечером 30 июня в районе Оржева (5 км восточнее Клевани) частями 25-й моторизованной и 14-й танковой дивизий. Однако части корпуса отбили все атаки врага, а с утра 1 июля перешли в наступление. Они, продвинувшись на 10–12 км, были вынуждены затем отойти в исходное положение.

В это время войска Юго-Западного фронта согласно директиве Ставки от 30 июня начали отход на восток. Правофланговые соединения 5-й армии (15-й и 31-й корпуса), разрушая за собой мосты и устраивая заграждения на дорогах, отходили на р. Случь под прикрытием арьергардов. На левом фланге армии 9-й и 19-й механизированные корпуса вели тяжелые сдерживающие бои с превосходящими силами ударной группировки врага, стремившейся прорваться на оперативный простор и осуществить стремительный рейд на Киев.

Между тем противник продолжал наращивать свои усилия. Во второй половине 7 июля он захватил Бердичев, а к вечеру следующего дня прорвал Новоград-Волынский укрепрайон на большей части фронта. Это вынудило генерала Потапова принять решение силами 31-го стрелкового, 9-го и 22-го механизированных корпусов нанести удар в направлении Бронники, Черница и во взаимодействии с 6-й армией уничтожить прорвавшуюся группировку противника и восстановить на левом фланге оборону по р. Случь. Остальными силами армии намечалось прочно удерживать рубеж Рудница, Белокоровичи, Эмильчино, Сербы.

Утром 10 июля войска 5-й армии перешли в контрнаступление. Ударная группировка армии (две дивизии 31-го стрелкового корпуса, 19, 9 и 22-й механизированные корпуса) нанесла удар по противнику с рубежа Вершница, Тесновка, Мирное.