12 июля командование Западного фронта, стремясь использовать пассивность противника на бобруйском направлении и ослабление его фланга за счет переброски части сил на могилевско-смоленское направление, решило нанести контрудар. 21-я армия получила приказ перейти в наступление с тем, чтобы выходом на коммуникации противника сорвать его наступление на могилевском направлении. Также 21-я армия получила задачу наступлением частью сил на Комаричи, Быхов. В директиве командующего Западного направления Тимошенко задачи и наряд сил для этого наступления были описаны следующим образом:
«21 армии перейти в наступление силами 63 ск (61, 167 и 154 сд) с 42 и 503 ап, 696 гап, 13 сад с фронта Рогачев, Жлобин в направлении Бобруйск и 232 сд на Шацилки, Паричи с задачей овладеть гор. Бобруйск и районом Паричи. Одновременно наступлением 102 и 187 сд из района Таймоново, Шапчицы в направлении Комаричи, Быхов уничтожить группировку противника, действующую в быховском направлении».
К моменту, когда 63-й стрелковый корпус генерала Л. Г. Петровского занял оборону вдоль Днепра в последние дни июня 1941 г. протяженность его фронта обороны составляла свыше 70 км вместо уставных 16—24 км. Прочность его обороны была вскоре проверена атакой XXIV моторизованного корпуса. В середине дня 5 июля после артиллерийского обстрела и ударов авиации немцы форсировали Днепр северо-восточнее Рогачева, в районе деревни Зборово. Это было очень удобное место у излучины реки, которая далеко вдается на север. Петровский сразу же организовал контратаку, но плацдарм был вскоре эвакуирован – соединения XXIV корпуса отправились выше по течению Днепра. Что было главным, смена планов командования или энергичная контратака советских частей сейчас уже сказать сложно. Также именно 63-й корпус проводил «жлобинскую операцию» о которой уже рассказывалось выше. После этих двух эпизодов на какое-то время боевые действия на этом участке фронта замерли.
63-й стрелковый корпус начал наступление в 18.00 13 июля и медленно продвигался на запад. Глубокой ночью 13 июля через Днепр тихо переправились группы разведчиков соединений корпуса Л. Г. Петровского. В это же время полки первого эшелона дивизий подтягивались и скрытно располагались на восточном берегу, готовя различные средства переправы: рыбацкие лодки, сплавной лес и плоты. Штатных переправочных средств в 21-й армии в тот период не было. В районе Жлобина для переправы через Днепр удалось восстановить взорванный ранее пролет железнодорожного моста. «Черный корпус», как позднее назвали корпус Петровского немцы, снялся с позиций на широком фронте и собрался компактной группой, нацеленной на Жлобин. Он словно сжался в кулак и пошел вперед. Уже 14 июля Жлобин был взят. Наступление 21-й армии произвело неизгладимое впечатление на командующего 2-й танковой группой Г. Гудериана. Он в своих воспоминаниях назвал его «наступлением Тимошенко» и насчитал в составе атаковавших его советских войск 20 дивизий – почти столько же, сколько было во всем первом эшелоне всего Западного фронта. Командующий группой армий «Центр» отреагировал на начало наступления «черного корпуса» 15 июля 1941 г. записью следующего содержания: «Русские начинают наглеть на южном крыле 2-ой армии. Они атакуют около Рогачева и Жлобина».
К исходу дня 14 июля 63-й стрелковый корпус продвинулся далеко вперед и вышел в район в 25–40 км южнее и юго-западнее Бобруйска, непосредственно угрожая коммуникациям немецких войск на могилевском направлении. Относительной развития наступления 21-й армии в журнале боевых действий фронта 14 июля указывалось: «Противник, оказывая слабое сопротивление, отходит». Это утверждение сменяется на «упорное сопротивление противника» только 16 июля. В свою очередь в итоговом донесении группы армий «Центр» за 17 июля о контрударе 21-й армии было сказано: «LIII AK был атакован превосходящими силами противника и вынужден перейти к обороне». А также «На участке XXXXIII АК противник крупными силами атаковал вдоль дороги Паричи, Бобруйск 134-ю пехотную дивизию».
Гудериан приветствует одного из штабных офицеров во время своего визита в передовые подразделения.
С точки зрения советской стратегии в целом это было даже на руку. Вместо того, чтобы просто продефилировать на восток мимо занявших оборону на Днепре соединений 21-й армии, немцы были вынуждены вести с ними напряженные оборонительные бои. Однако для 63-го корпуса столкновение с противником также означало невыполнение поставленных перед ним командованием задач. Корпус Петровского столкнулся с упорным сопротивлением со стороны частей LIII армейского корпуса 2-й армии.
Обычно это контрнаступление связывают с 63-м корпусом, но в действительности в нем участвовали и 66-й корпус, и 67-й корпус 21-й армии. 232-я стрелковая дивизия 66-го стрелкового корпуса 13 июля начала наступление на Паричи, Бобруйск. К исходу 14 июля передовыми подразделениями она вышла в район 25–40 км южнее и юго-западнее Бобруйска. Развить свое наступление 232-й дивизии не удалось, так как уже 16 июля с запада начали подходить пехотные соединения немецкого XXXXIII армейского корпуса. Под натиском 134-й пехотной дивизии, наступающей от Бобруйска, и угрожающих действий 131-й пехотной дивизии на Паричи 232-я дивизия была принуждена к отходу.
17 июля последовали первые сильные контратаки со стороны немецких пехотных частей. На следующий день передовые соединения 21-й армии продолжили попытки развить первоначальный успех в направлении Бобруйска. Однако под ударами противника они вскоре были вынуждены перейти к обороне. К 20 июля 21-я армия продолжала вести упорные бои с подходившими частями двух армейских корпусов противника. От попыток наступать на Бобруйск пришлось отказаться и все усилия были направлены на удержание занятых рубежей. В последующие дни под угрозой полного окружения сильно поредевшие части 63-го корпуса и действовавших совместно с ним дивизий отошли к реке Днепр на участке от Жлобина до Рогачева.
Потери 21-й армии в период с 11 по 20 июля 1941 г. составили 5 801 человек, в том числе 989 человек убитыми и 2 280 пропавшими без вести. Как мы видим, потери корпуса Петровского в сравнительно успешных наступательных боях были умеренными. По крайней мере, потери нескольких дивизий оказываются лишь вдвое больше, чем потери одной 117-й стрелковой дивизии в жлобинской операции двумя неделями ранее.
Действия 21-й армии могли бы быть более эффективными, если бы был грамотнее использован 25-й мехкорпус С. М. Кривошеина или одна из его дивизий. Например, 50-я танковая дивизия на 8.00 16 июля насчитывала 57 танков Т-34 и 50 танков Т-26, мотострелковый полк, зенитный дивизион (12 орудий) и гаубичный полк (18 орудий). Однако, по «доброй» традиции мотострелковый и артиллерийский полки были у нее изъяты и переданы 219-й моторизованной дивизии.
Вместо использования в качестве полноценного подвижного соединения дивизия была растащена на небольшие группы танков, которые использовались для… разведки.
Так 16 и 17 июля была отправлена группа из 3 Т-34 на Пропойск, был потерян 1 танк.
18 июля была отправлена разведгруппа в составе 11 танков Т-34 на Бовки, не вернулись 4 танка (из них 3 застряли в болоте). В тот же день еще 6 танков Т-34 отправились в разведку в район Машевская Слобода. Три танка подорвались на минах.
19 июля для уничтожения противника в районе Смолица и разведки на Быхов была выслана танковая группа в составе сразу 20 танков Т-34 под командованием командира 50-й танковой дивизии. Из состава этой группы не вернулось 9 танков.
В итоге нескольких подобного рода вылазок было потеряно безвозвратно 14 Т-34 и 18 Т-26. Так, в разрозненных атаках на разных направлениях растрачивалось самостоятельное соединение, которое могло стать лидером наступления того же 63-го корпуса Петровского.
25 июля 21-я армия, как и ее сосед на севере – 13-я армия, – были переданы из состава Западного фронта во вновь созданный Ставкой Центральный фронт. Потери 21-й армии в период с 21 по 31 июля 1941 г. составили уже14 504 человека, в том числе 2 356 человек убитыми и 2 767 пропавшими без вести. Неясно, какая часть этих потерь была понесена в процессе отхода после контрудара.