Согласно донесению Н. Ф. Ватутина в течении 16 июля войска 60-й и 40-й армии должны были проводить объединенную ночную операцию по форсированию р. Воронеж, затем армии фронта должны были очистить от противника всю северную часть городского правобережья Воронежа. Согласно сообщениям Совинформбюро указывалось что в течении ночи 16 июля советские войска вели ожесточенные сражения с противником в районе Воронежа, в районе Подклетного и переправы у старых Семилук, в северной и северо-восточной части городского правобережья. Части правого фланга 60-й армии обороняли рубеж к северу от Воронежа, части ударной группировки генерал-лейтенанта Антонюка на левом фланге вели напряженные бои на северной и северо-восточной окраине города. 40-я армия М. М. Попова держала оборону на прежних рубежах и содействовала артиллерийским огнем наступлению частям 60-й армии. Выполняя приказы ВГК части 40-й армии начали наступление по очистке правого берега р. Воронеж в районе Шилово. Ударная группировка 60-й армии во второй половине дня вела наступательные бои против генерала Зальмута в районе Рабочего городка и областной больницы. 121-я стрелковая дивизия вела наступление на станции Воронеж-1 взаимодействуя с полками НКВД, 141-й стрелковой дивизией и 796-м стрелковым полком. Ночью части П. М. Зыкова вели уличные бои за овладение домами на северо-востоке железнодорожного вокзала. К исходу дня у немцев были большие потери, из строя выбыли 98 бойцов. В конце дня 60-й армией было уничтожено до 3-х батальонов противника, подбито несколько немецких танков и пехотного оружия, сбит 1 вражеский самолет. 2-я воздушная армия бомбила войска противника у станции Семилуки а так же в районе Коротояка содействую продвижению наземных войск. 5-я танковая армия выдвигаясь на рубеж Сухой и Большой Верейки пыталась восстановить свои позиции. Штаб Воронежского фронта отмечал, что войска противника на всей протяженности фронта перешли в активную оборону.