В районе задуманного советской Ставкой избиения немецких войск — в «бутылочном горле» — зарылись в землю семь дивизий 26-го армейского корпуса: на востоке, у Карбусели, Вороново и Гайтолово — силами 212-й и 69-й пехотных дивизий, вдоль Кировской железной дороги 1-й пехотной и 5-й горнострелковой. На севере, по обе стороны от «Носа Венглера», стояла 290-я, на Синявинских высотах — 11-я дивизия и на реке Мойка — 23-я пехотная дивизия. В резерве Линдеман держал 121-ю пехотную и 28-ю егерскую дивизии. Силы противника наша разведка оценивала примерно в 100 тысяч человек, 140–160 танков и штурмовых орудий.
Советское командование сосредоточило в 67-й и 8-й армиях более 250 000 солдат и офицеров, 550 танков и самоходных установок.
8-я армия, получив дополнительные соединения из резерва Волховского фронта, имела в своем составе 11 стрелковых дивизий и 2 стрелковые бригады. Войска ударной группировки были построены в два эшелона: в первом — четыре стрелковые дивизии (184, 378, 256, 364-я), каждая из них усиливалась танковым полком; во втором — также четыре стрелковые дивизии (379, 239, 165 и 374-я) и две танковые бригады (16-я и 122-я). Резерв составляли 286-я стрелковая дивизия и 58-я стрелковая бригады. В распоряжении начальника инженерных войск армии полковника Германовича имелось 11 дивизионных саперных батальонов, три инженерных бригады и два отдельных саперных батальона фронтового подчинения. Прорыв намечался на участке 13,5 км.
В 67-й армии, прорывавшейся на участке Арбузово, Синявино, насчитывалось 8 стрелковых и 2 кавалерийских дивизии, гвардейская танковая бригада, три отдельных танковых полка.
Поддержку и прикрытие наземных войск должны были обеспечить авиаторы 13-й и 14-й воздушных армий, а также соединения авиация дальнего действия — около 1000 самолетов (у немцев имелось 140 машин). Только Мерецкову было разрешено израсходовать на операцию 850 тысяч снарядов и мин — более тысячи вагонов. Наступление Ленинградского фронта предварялось десятидневной, Волховского — пятидневной обработкой немецких позиций, к которой только на участке 67-й армии привлекалось около 2900 орудий.
Летом 1943 года в советском Генштабе возникла мода присваивать крупным наступательным операциям фамилии русских полководцев. Так, войсками Брянского и Центрального фронтов проводилась операция «Кутузов», завершившаяся освобождением Орла, заключительный этап Курской битвы — «Румянцев», Смоленская операция Калининского и Западного фронтов — «Суворов». Наступление Ленинградского и Волховского фронтов получило название в честь автора известного прорыва — «Брусилов».
С 12 июля артиллерия Ленинградского фронта, согласно плану «подготовительного периода», приступила к планомерному разрушению сооружений вражеских опорных пунктов и узлов сопротивления, уничтожению огневых точек, подавлению «наиболее вредящих» его батарей, «изнурению» живой силы противника. С 17 июля в действие вступила артиллерия Волховского фронта.
Наконец, 22 июля в 6.35 после мощнейшей полуторачасовой артиллерийской и авиационной подготовки две советские армии двинулись на штурм. Огонь был настолько силен, что собственную пехоту напугал не меньше немецкой.
«Через час после начала артподготовки густая пелена дыма и пыли заволокла местность, — вспоминает бывший начальник оперативного отдела штаба артиллерии Волховского фронта полковник Д. Морозов. — Когда огонь артиллерии был снят с первой траншеи противника и перенесен на триста-четыреста метров в глубину, то даже опытным офицерам казалось, что огневой вал остался на прежнем месте. Что же касается молодых пехотинцев, то они совсем растерялись и боялись голову поднять от окопа. Мы, артиллеристы, на этот раз, как говорится, перестарались. Прошло двадцать минут, а пехота не поднималась… Нервничали командир дивизии генерал-майор Фетисов и командующий артиллерией Кеременецкий. Да и как сохранишь спокойствие в такой обстановке. А пехота, оглушенная громом канонады, никак не могла понять, что огонь артиллерии давно уже снят с объектов атаки. Пришлось нам перенести огонь артиллерии еще глубже и резко ослабить его плотность (а все-таки неспроста наша пехота опасалась своей артиллерии?). Подошли танки. Вместе с ними пехота двинулась наконец вперед. Первая вражеская позиция была прорвана во многих местах… Вторую позицию, удаленную от первой на два — два с половиной километра, захватить с ходу не удалось. Слишком долго задержалась пехота с началом атаки, момент был упущен».
Снова, как и во всех предыдущих операциях, началось медленное кровопролитное «прогрызание» немецких укреплений.
На фронте Арбузово, станция Синявино в первом эшелоне атаковали три дивизии 30-го гвардейского корпуса генерала Симоняка. Частично взломав передний край, наши части вклинились в немецкую оборону, но были встречены сильным огнем и яростными контратаками, а затем и вовсе отброшены на исходные позиции. Результаты пытавшейся содействовать 55-й армии были еще мизернее.
В полосе 8-й армии события развивались аналогично, соединениям первого эшелона не удалось продвинуться дальше первой траншеи. В конце месяца в сражение были введены 379-я и 165-я стрелковые дивизии, сменившие 18-ю и 256-ю. Но и после этого положение не изменилось, советские войска топтались на месте, конечно, «перемалывая» по ходу дела силы противника.
В схватку вступали все новые соединения. Бои разгорелись жесточайшие, пленных не брали.
Генерал Линдеман почти сразу использовал свой резерв — 121-ю пехотную дивизию на восточном участке и 28-ю егерскую — западнее Синявинских высот. Пользуясь несогласованностью действий двух советских группировок, командующий 18-й армией успевал маневрировать силами, заменять потрепанные полки и удерживать позиции на обоих направлениях прорывов. 24 июля он снял из-под Ленинграда 58-ю пехотную дивизию генерала фон Граффе-на и бросил ее в контратаку между Невой и Поселком № 6. При поддержке «тигров» немцы потеснили обратно части 67-й армии, но были остановлены сильнейшим фланговым огнем с западного берега. От Красного Бора была переброшена 254-я пехотная дивизия. Из состава 16-й армии фон Кюхлер передавал 126-ю пехотную дивизию, которая сменила 28-ю егерскую.