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連同後方留守機關與先期退往坦波夫的2個集團軍，總體防禦兵力雖然名義上還有4個集團軍（3個步兵集團軍，1個坦克集團軍），但兵力並不是最初預計的30多萬，只有不到26萬。就是這26萬中還有將近2萬輕傷員，除極個別高軍銜軍官外，重傷員基本都留在德軍包圍圈裡。
為期4天的交戰中，紅軍布良斯克方面軍一共損失了28萬餘人，德軍損失堪堪1.7萬出頭，其中戰死者不過4000餘人，坦克（殲擊車）損失不到200，卻擊毀了紅軍包括坦克在內的各色裝甲車輛800餘輛，交換比高得驚人，也讓霍夫曼放下了心。
5月28日上午，梅列茨科夫總算得到確切情報，弄清楚他那一番反炮火準備全泡了湯，預料中的德軍東方集團軍群不但沒發起進攻，反而已向東開進150多公里，準備加入圍殲坦波夫方向的布良斯克方面軍，大驚失色的他立即向莫斯科報告。
「情況很不妙啊……」看著參謀們在地圖上標註最新的敵我態勢，華西列夫斯基皺著眉頭對朱可夫說道，「坦波夫包圍圈正在形成，裡面的防禦兵力和技術兵器遠少於預期；梅列茨科夫同志的反炮火準備又撲了空，現在敵東方集團軍群主力正向坦波夫撲去，列伊捷爾同志一上午給我來了3封電報要求增援，口氣一次比一次著急。」
朱可夫默默看著態勢，實在也想不出好辦法：如果東方集團軍群主力真加入對坦波夫圍攻，那又是至少40萬兵力投入戰場——坦波夫包圍圈兵力會增加到80萬，別說小小的坦波夫里目前只有半個方面軍在防守，就是整個方面軍建制齊全也不見得會是德軍對手，現在已經和即將包圍坦波夫的德軍兵力比基輔包圍圈還多，可裡面部隊的數量和成色還不如基輔戰役時期呢。
可坦波夫又不能隨意放棄不守，一旦該城失守，德軍不但直接切斷了莫斯科與史達林格勒之間的交通線，而且兵鋒直面草原軍區，他可不認為科涅夫手下那些新兵能擋得住如狼似虎的德國裝甲集團軍。
「能讓梅列茨科夫同志從圖拉一線出擊去進攻奧廖爾麼？」話剛說出口他又猶豫了：德軍至少還有一個裝甲集團軍沒動，雖然不知道其確切位置，但直覺告訴他這部分兵力已部署在中央戰場附近，一旦西方面軍出擊讓德軍逮住機會側擊，情況會更加不妙。
華西列夫斯基搖搖頭：「不能這麼幹，奧廖爾方向至少還有10多萬德軍，而且有堅固防線，進攻作業沒30萬軍隊打不下來的……」
「那必須給坦波夫派遣援兵，草原軍區指望不上，用空軍吧。」
「也只能如此。」華西列夫斯基想了一想，「從西南方面軍這裡抽調空軍第17集團軍給他！」
一直在旁聽的庫茲涅佐夫大驚失色：「剛才不是說好將這個集團軍調給巴格拉米揚同志？」
「這……」華西列夫斯基犯難了，早上他對行軍速度遲緩的中央方面軍不斷嘆氣：在發現紅軍中央方面軍聚集後，德國空軍第五航空隊就連續不斷發動空襲遲滯紅軍推進，雖然造成的實質性損失不大，但巴格拉米揚的突擊集群的推進速度實在快不起來，已走了兩天，到現在還沒和喀拉蚩方向的義大利部隊交上火，為改變這個被動局面，總參謀部才剛剛決定從南翼抽調兵力加強該區域的空中力量。
「不！先給坦波夫方向。」朱可夫說道，「該城必須堅守，空軍是其中重要一環，如果這裡丟了，德軍80萬部隊就騰出手來了，這些部隊無論加入哪個戰場我們都承受不起！」
「那給他們抽調援兵啊……」庫茨涅佐夫焦急地說道，「光飛機可能不頂用。」
沒想到另外兩人齊刷刷地搖頭：「不能增援地面部隊，一增援就掉入德軍陷阱——他們等著圍點打援呢。」
「唉！」庫茨涅佐夫無可奈何地去找機要參謀更改剛才的調兵命令。
5月29日清晨，城堡戰役已進行了整整5天，德軍第2、第4兩個裝甲集團軍比原計劃提前2天，以鉗形攻勢合圍了坦波夫，但包圍圈構建並不嚴密，在城市東面還留有一道30公里寬的口子，誘惑著城裡的紅軍撤退。
列伊捷爾可不會真上當從這個口子撤退：現在方面軍卡車、坦克數量都不足，兩條腿的步兵根本跑不贏德軍的坦克和汽車輪子，更何況空中全是德軍飛機，逃出去就會遭遇漫山遍野的追殺，無論步兵還是裝甲兵，在大平原面對空襲簡直就是自尋死路，而且他悲涼地掃視著周圍的兵力部署，發現後方連一點像樣的接應兵力都派不出來，草原軍區手裡那點實力比他的部隊還差，指望他們接應完全不可能。唯一期待的是西方面軍能派援軍來，可總參謀部說什麼也不肯，氣得他在指揮部里罵了一整天！
總算總參謀部也不是完全一點增援都不給，在他千呼萬喚下最後給了一個空軍集團軍——第17空軍集團軍將近1000架飛機連夜從南翼方向抽調過來協助防禦。
可惜，剛有些好轉的情緒在空中大交戰後頓時化為泡影。為爭奪區域制空權，增援到位的紅軍機群與原有部隊一起抖擻精神對德軍發動反擊，試圖奪回制空權，這正中亞歷山大·勒爾下懷，他出動了3個戰鬥機聯隊將近900架戰鬥機，紅軍一口氣調集了800多架戰鬥機，雙方在空中大打出手，激烈的空戰從清晨開始一直持續到太陽下山。
總體上雙方戰鬥機數量接近，但戰鬥結果卻是紅軍完敗：那些菜鳥飛行員根本就是給德軍送功勳，雖然他們手裡的裝備已基本換成了拉5和雅克9，但面對德軍Fw-190和Bf-219組合形成的空戰編隊應付起來總束手束腳。