В 5.00 утра 20 февраля наступление танковой дивизии «Райх» продолжилось. В 14.00 был установлен контакт с 86-м пехотным полком 15-й пехотной дивизии северо-западнее Новомосковска. Немцы обошли 15-й стрелковый корпус 6-й армии (Ф. М. Харитонов) Юго-Западного фронта (Н. Ф. Ватутин). Отразить удар противника должны были 106-я стрелковая бригада и 6-я стрелковая дивизия 6-й армии, первая атаковала Перещепино — с запада, а вторая — с востока. Охваченная с тыла 267-я стрелковая дивизия вместе с 16-й танковой бригадой атаковала Новомосковск с запада. 4-й гвардейский стрелковый корпус продолжал наступать на Новомосковск. 25-й танковый корпус получил задачу прорваться к Запорожью и захватить мосты через Днепр. В течение 20 февраля дивизия «Дас Райх» отбивала многочисленные атаки на Перещепино и Новомосковск.
