第3 装甲师也在对三面作战。第3 步兵团向北、向南扩大了阵地，并占领了亚什尼基附近的桥梁。第394 步兵团前出至洛赫维察和正在向普里卢基方向推进的第4装甲师之间。第1侦察营将敌人赶到了切尔努希。苏军企图在什达内附近达成突破。第3 摩托车营和随后赶来的第6 装甲团第3 营截住了这股敌人。
由于第3 装甲师还在辽阔的地区孤军作战，尚未与第16和第9 装甲师建立牢固的联系，莫德尔中将向各个方向派出侦察和突击小分队，以便第3 装甲师免遭敌人的突袭，由二等军士长克雷奇马尔和上士鲍代因指挥的第3 步兵团第1 连的一个班，与第16侦察营的尖兵相遇了。
这样，基辅合围圈就在第三个地点封闭了！
合围圈内的会战
9 月下半月，在基辅东部杰斯纳河… 第聂伯河巨大突出部内的乌克兰地区，俄国西南方面军遭到了悲剧性的覆灭。西南方面军的覆灭，应归咎于斯大林不容变更的坚守命令，归功于希特勒在军事上迅速认识复杂态势的能力和德军官兵的勇敢精神。在这块生长着向日葵、玉米、谷物以及果树的辽阔土地上，若干世纪以来，风车一刻不停地在转动，农民赶着马车在坎坷不平的沙路上行驶，可是，从这时起，这宽广的大地将为数千具官兵的尸体、成千上万匹腐烂发臭的马匹，以及毁弃的火炮和坦克所覆盖……这里将成为东方战局中最大的战场。当古德里安和克莱斯特装甲集群的先头部队在洛赫维察的卢布内会师时，这里的战场呈现为一个三角形，它的北角是罗斯拉夫尔，西角是基辅，南角是克列缅楚格，与德国施特廷即现在波兰的什切青。… 科隆… 慕尼黑三地构成的三角形相似。该三角形边长约为500 公里，总面积约达13万5 千平方公里。
德军3 个集团军和2 个装甲集群包围了苏军5 个集团军。9 月15…16 日，战争史上最大规模的合围战打响了。虽然斯大林格勒会战和中央集团军群的覆灭可能会更令人痛心和更富有戏剧性，但基辅会战是在俄罗斯帝国的辽阔领土上进行的规模最大、最激烈、而且就其对以后的影响和作用而言大概也是最具有决定意义的会战。
9 月15日黄昏，德军的情况如下：第2 装甲集群的第46和第24摩托化军在最北面作战。由于第24摩托化军开始在罗姆内以东的宽大正面上向南推进，第46摩托化军不得不负责掩护东翼。右邻的第35军级司令部还远在党卫军“帝国”师之后，第2集团军的另一个军，即43 军，也由于第24摩托化军向南运动而退居第二线，该军命其所属各师停止前进，并于黄昏时转而向北行进，在这一天，第2 集团军实际上并没有对正在升级的会战发挥作用。9 月16日，第2 集团军司令部奉命撤出该线战斗，并于以后3 天里，重又回到中央集团军群的中央地段。
9 月15日以前，第6 集团军司令部命令第51和第17军从北面包围了基辅。第51军选中苏第5 和第26集团军的接合部为突破口，其第79步兵师（施特雷克尔中将）在这里达成纵深突破。第29军从西面和南面包围了基辅；第34军级司令部、第4 和第44军在基辅与克列缅楚格之间的第聂伯河沿岸担任警戒。
第17集团军的第11军已抵达从米尔戈罗德到苏拉河河口之间的苏拉河沿线。第48摩托化军正在卢布内周围作战。第14摩托化军在向米尔戈罗德以南的普肖河挺进。第55和第52军正在宽大正面上向东北波尔塔瓦方向缓慢推进。国防军统帅部9 月16日的报告讲到了这一情况：
“在乌克兰，德国陆军部队在空军的有力支援下，大胆进攻，在宽大的第聂伯河下游的几个最重要的地段建立了桥头堡。他们在数天的战斗中，顶住了得到部分坦克支援的强大敌人的猛烈进攻，守住并扩大了桥头堡（除克列缅楚格桥头堡外，还有第聂伯罗彼得罗夫斯克桥头堡），现在，德军已从这里出发，在宽大正面上乘胜向东实施突击……”
9 月15日，苏军最高统帅部及其下属指挥机构发现，德军行动已加快，合围西南方面军的合围圈已经封闭。9 月16日，位于合围正面北部的苏第5 和第21集团军陷入瓦解状态。它们被分割在普里卢基两侧，部队已混乱不堪。仍坚守在基辅的苏第37集团军几乎遭到三面包围，只能在半径为25公里的范围内进行防御。苏第26集团军仍在第聂伯河沿线设防，在克列缅楚格西北方向的第38集团军残部也由它指挥。同日，铁木辛哥元帅指挥下的“西南”方向总指挥部命令第40和第38集团军以及第2和第5独立骑兵军，从东面发起进攻，以求割裂德军的合围正面，击退德军的装甲集群。尽管俄国部队企图坚决实施这一命令，但在向东推进的德国陆、空军部队的抗击下，这一企图化成了泡影。
苏军“西南”方向总指挥作战部部长巴格拉米扬少将乘飞机飞进合围圈，来到了普里卢基“西南方面军”指挥所。在这里，他口头向基尔波诺斯上将传达了撤离基辅、率方面军向东突围的命令。基尔波诺斯上将对这个口头传达的命令表示怀疑，命令发报员与莫斯科进行联系。9 月17日3 时40分，终于与莫斯科联系上了。基尔波诺斯问，他是否应放弃基辅，沙波什尼科夫元帅回答说：“同意放弃！”
17日清晨，基尔波诺斯上将下令实施总突围。按照他为各集团军规定的突围路线，第21集团军经罗姆内突围，与此同时，第2 骑兵军由东面向罗姆进攻。第5 集团军向洛赫维察方向突围，第37集团军随后跟进。第26集团军以及第38集团军残部经卢布内突围，各集团军司令部均给普里卢基回电说“明白”。只有弗拉索夫中将指挥的第37集团军司令部没有回音：方面军与基辅的联系中断了。
自战争开始以来，曾不止一次使南方集团军群局部受挫、迄今一直在坚固防线内战斗的苏军部队，由于指挥已完全失灵，在合围战的头两天便已陷入混乱之中。苏军各集团军被分割成了相互没有联系的战斗群，只能根据情况和地形各自为战。紧缩基辅合围圈并不是按计划进行的，而是像有孔的气球一样逐渐收缩的。在最初的几天中，合围圈已收缩到普里卢基… 基辅… 绍夫宁（相当于德国的维尔茨堡… 斯图加特… 慕尼黑）这一三角形地区。
德第17集团军司令部命令部队于9 月17日向西发起进攻。直到该日，苏拉河畔的战线还是相当平静的。苏军渡河突围的几次尝试被挫败。5 时40分，德第11军在苏拉河河口附近渡河，继而沿第聂伯河向西北推进。第31和第32步兵团粉碎了敌人最初的抵抗，为本师开辟了继续前进的道路。第257 步兵师在9 时前占领了苏拉河西边的高地，并俘敌290 人，缴获76。2毫米反坦克炮10门。在这里随部队渡河的冯·科茨弗莱施步兵上将负了伤，萨克斯中将任代理军长：他的第257 步兵师由炮兵指挥官安格尔少将接替指挥。
第一批强击群渡过河不久，师属工兵即开始架设军用桥，并于18时30分将桥架好了。当一个装备100 毫米火炮的炮兵连通过该桥时，桥塌了，因此并未能加快渡河的速度。拆桥和架桥工作又随即开始。直到次日14时30分左右新桥才交付使用。9月18 日，第477 步兵团夺占了佩尔沃迈斯科耶西南的高地，到达了苏拉河西面20公里的地方。
第二天，第477 步兵团又前进了20公里。黄昏时，第257 步兵师进至索尔托诺沙前10公里处。9 月20日，该师到达了索尔托诺沙… 皮尔亚京铁路线。这时，接到军的命令：由于己方部队已开进索尔托诺沙，因此不必越过铁路。第79步兵师的任务是在这一天与第11军的左翼师即第24步兵师建立联系。
第24步兵师在过去4 天里占领了第聂伯河北岸纵深达100 公里的地区。在与自北面而来的第79步兵师会师后，第24师离开该线，被调到军的北翼。赋予它的新任务是粉碎敌人突围的企图，并向苏军部队中打入一个楔子。也就是说，将基辅大合围圈分割成许多个小合围圈，使敌人逐渐地自行崩溃，同时，也使敌人指挥机构无法集中兵力对德军的合围正面实施协调一致的大规模突围。
德第24和第257 步兵师现已转向东北以突击在奥尔斯希察附近针对东面设防的苏军的背后，或者迫使该敌向德第16装甲师靠近。制定这次进攻时遇到的麻烦是，各级司令部几乎都没有足够的地图资料，不得不使用缴获的地图，而这种地图不是质量很差，就是来源于沙皇时代。
9 月2O日，第24步兵师在诺维伊尔斯哈韦兹做好了向奥尔斯希察发起进攻的准备。左翼为第31步兵团，右翼为第102 步兵团。敌人进行了异常猛烈而又顽强的抵抗，直至打尽最后一颗子弹，使我军的进攻毫无进展——即使第32步兵团加入战斗后，仍无起色，第125 步兵师渡过苏拉河后立即转向北方，迫使苏军从南面和西南撤向苏拉河。苏军企图在塔拉索夫卡村附近渡过苏拉河，继而向东逃窜。他们向已占领该村东面桥梁的第125 侦察营发起了攻击，该营损失惨重，开始撤退。这时，第421 步兵团团长赖因哈特中校亲自率领得到几门反坦克炮加强的连，攻入塔拉索夫卡村，与被打得疲惫不堪的第125 侦察营会合。苏军有1700人被俘。
在该作战地段的东北方向，第48摩托化军在此期间已到达奥尔斯希察河汇入苏拉河的河口处。9 月17日晨5 时30分，该军以（从左到右）第25摩托化步兵师、第16和第9 装甲师，从卢布内西部地段发起进攻。敌人进行了特别顽强的抵抗，迫使我军逐村争夺，用了将近6 个小时才到达奥尔斯希察河。第64步兵团第1 营在亚布洛涅沃附近建立了第一个桥头堡，俘敌500 人。
至此，该军完成了赋予它的任务，停止前进。从9 月18日起该军进入了针对西南建立防御阵地。从西南面进攻的第11军和从北面进攻的第51军，奉命将苏军赶到德军装甲师前。第16装甲师在沿丘尔奈和奥尔斯希察河进行设防，防守正面为25公里。
这一天，苏军首次试图向东突围。9 月19日，苏军加强了其主要针对第16装甲师右翼的进攻。第64步兵团第1 营陷入危机之中，该营的步兵在菲利波维奇和别洛夫索夫卡的断垣残壁中顽强扼守，以机枪、卡宾枪和手榴弹来对付绝望的、其中一部分是醉醺醺的苏军。他们弹药用尽后，就用铁锹和枪托打击敌人，没有放弃半寸土地。下午，有两支部队从北面接近这里，它们是己方第45步兵师和第293 步兵师第512 步兵团的先遣部队。
但是敌人并未因此而放弃战斗；4个师又以部分兵力于9 月20日再次向第16装甲师发起攻击。苏军在奥尼什基渡过河，在东北方向突破合围。下午，德第64步兵团第1 营、第16炮兵团第2 营和后来的第79步兵团第1 营实施了反冲击。它们的第一次反冲击被英勇奋战的苏军击退了。我们的步兵上了刺刀，发起了第二次反击。这时，敌人才被击退，南翼被突破的缺口重又封闭。
在第16装甲师的北段也不平静。为了减轻损失惨童的第64步兵团第1 营所受到的压力，第64步兵团团长赫费尔上校命其第2 营向克鲁波杰连祖发起进攻。但是，工兵在19时30分以前才将被炸毁的桥修复，进攻只得在夜晚实施。第64步兵团第2营（雷曼中校）在夜暗中遇上了一支庞大的纵队。由于不清楚是敌是友，前卫分队便问道：“口令！”对方没有回答。这时，德军机枪开始咆哮起来。几分钟后停止射击，俄国人走了过来——但没有拿武器。这个受命突击德第64步兵团第1 营背后的苏军战斗群投降了。
9 月22日； 第24和第125 步兵师从南面和西南面发起的进攻终于取得了进展。第24步兵师的第31步兵团攻占了奥尔斯希察西面的沼泽地。第102 步兵团第5 连以喷火器消灭永备工事内的苏军，苏军放弃了对德军第24步兵师的抵抗，撤向奥尔斯希察，他们竭力拼杀，像野兽一样扑向第16装甲师的警戒阵地，以求打开一条通路。他们在这个硕大的合围圈内横冲直撞，想找到一个防守较为薄弱的地段。
第79步兵团再次陷入危机。苏军顺利冲过了该团第1 营（沃塔少校）的阵地，攻到了炮兵阵地前。德军炮兵将火炮旋转180 度，以直射火力压制疯狂无羁、绝望挣扎的敌人，成批成批的敌人倒在阵地前。但是仍然不断有新的苏军步兵班、连和营，以及炮兵、辎重部队和骑兵出现，他们越过倒下的同伴的尸体，继续冲击。9月23日，苏军暂时从德军装甲兵的手中夺回了索洛图奇和佩特里基。第24步兵师赶来了，其第31步