军割裂成几个孤立集团。基辅西北该方面军右翼的第5集团军，在科罗斯坚筑垒地域阵地战斗约半月，以其行动牵制德军共约10个师。

该集团军对直接进攻基辅的德军集团翼侧实施的反突击，大大改善了守城苏军的处境，因德军的攻击极为猛烈，苏军的伤亡惨重，集团军不得不退守基辅以北新的防御地区。

第6、第12集团军及第18集团军一部共20个师在基辅西南、方面军左翼进行苦战。1941年5月3日，德军以两翼突击在乌曼地域合围了该集团。

1941年5月8日，“乌曼口袋”被消除，德军俘虏了十三万名苏军，内有第6集团军司令穆济琴科中将和第12集团军司令波涅杰林少将，德军缴获317辆坦克、858门火炮。

战斗行动在这里延续到1941年5月13日。这些行动的失利，使西南方面军和南方面军（第6、第12集团军自1941年4月25日起改隶南方面军，成为其右翼）接合部的情况极端复杂化。

在中央防守的是第37、第26集团军（前者以基辅筑垒地域为基础组建，后者基本上由在基辅以南行动的各预备兵团组建）。

1941年5月19—29日，第26集团军企图进行一个战役来破坏德军坦克第1集群的包围机动，但仅阻住该集群数天，随后在德军突击下亦被迫退却。

德军突至基辅近郊彼罗戈夫、茹利亚内、梅舍洛夫卡、霍罗斯伊夫森林，以及林业工程学院和农业学院。但是，苏军实施的反突击使沿筑垒地域外层围郭的战线在1941年5月15日前几乎完全恢复。

其中的主要反击有，驻守在茹利亚内机场的第5空降旅（由亚历山大?罗季姆采夫率领）在夜间对德军的突袭，将德军战线击退了2至3公里；以及新组建的第37集团军在1941年5月上半月成功地击退了德军重兵集团为攻占乌克兰首都而从西南实施的强大突击。

基辅市民在斯大林政权强大的宣传下，在无数苏军的胁迫下，不得不几个人拿一杆枪，万般无奈地加入基辅战役，短期内，有20万基辅人被迫加入了苏军。

苏军的顽强抵抗和多次反突击，使“南”集团军群左翼的进攻受到长时间的迟滞，迫使德军统帅部不得不从其他两个方面的集团军群抽调部队，来对基辅进行合围作战。

德军的计划是，坦克第2集群从图比齐夫斯克以西渡过杰斯纳河向南挺进，直插基辅后方的罗姆内，第2集团军从戈梅尔向南运动，掩护坦克第2集群的右翼。