23 июля войска 40-й и 60-й армии согласно поставленным задачам ставки: расширить плацдарм на западном берегу р. Воронеж, продолжать подготовку к наступлению утром 24 июля.
Утром группы армий М. А. Антонюка и М. М. Попова вели бои у Подклетного и роще на юге Подгорного, в лесах у Трушкино, производили перегруппировку войск перед наступлением, целью которого было уничтожение 2-й немецкой армии. Так же продолжались бои у рощи Длинная, юго-западнее подгорного частями 60-й армии. 111-й сб вел бои на подступах к Шилово и Трушкино. 161-я дивизия по прежнему удерживала переправу через Дон у Старых Семилук. В течении дня батальоны немецкой пехоты при поддержке артиллерии трижды шли в атаку у рощи Длинной, советские части были вынуждены отойти на 300 метров от рощи для перегруппировки сил. 121-я дивизия вела наступательные бои на северной окраине правобережной части города, 384-й полк Зыкова в результате уличных боев постепенно продвигался по территории северного плацдарма. Противник в полосе 60-й и 40-й армии продолжал упорно оборонятся, велись уличные бои в западной части Воронежа. Во второй половине дня противник подтягивал свои резервы в район Шилово, начали готовиться к контратаке, однако огнем советской артиллерии замыслы гитлеровцев удалось сорвать. Части 742-й сп 100-й сд Ф. И. Перхоровича сосредоточились у поселков Молотова и Ленина. За день авиация 2-й воздушной армии совершила 170 боевых вылетов, в районе севернее Землянска советские силы усилили наступление при поддержке моторизированных и танковых частей.