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德国中路主攻的中央集团军群是三路攻俄方阵中兵力最雄厚的一个，它又分成为南北两路以四十个师的强大兵力对明斯克地区的俄军实施嵌形夹击。德国陆军的七千门火炮对既定目标开火，四时十五分炮击停止后，第17、第18、第3装甲师的前卫部队开始率先渡河，德军迅速地冲垮了俄军的防线。而苏联最高统帅部在战前错误地判断德国的主攻方向为乌克兰，所以兵力部署失衡；以及呈进攻态势而不是按纵深防御部署工事暨临阵苏联领导人“向德国本土挺进”的瞎指挥等因素加速了俄军的崩溃。
六月二十一日晚，莫德尔将军亲自率领着第3装甲师主力（二百七十辆坦克，九十辆装甲车）从波兰的布列斯特出发了，他们沿着科登北面向布列斯特—科布林道路前进。就这样，莫德尔开始谱写自己军事生涯中最辉煌的篇章。第3装甲师迅速地突破了俄军的布格河防线于二十二日拂晓进入了苏联境内，然后他们沿着沼泽地带的柯布尔恩——贝里沙——卡尔斯图公路迅速向东推进，一路之上进展神速，摧枯拉朽，在苏联境内所向披靡。随军的记者巴克曼在他的《战地快讯》中兴奋地记载了第3装甲师的胜利，称“我们只付出了损失三十多辆坦克的代价就打垮了敌人的防线，推进了十英里。”
六月二十八日，明斯克即被德第20装甲师攻占。俄西方方面军主力第3、第10集团军大部、第13集团军一部总计二十个师约四十万人被德军合围，德方迅速调集二十五个师来消灭合围圈里的俄军。在泽巴镇附近，俄军投入骑兵甚至装甲列车拼死地突围，但在德军密集的火力之下，伤亡惨重，尸体几乎铺满了大地。。。。。。
七月二日凌晨，第3装甲师前卫部队已推进到了博布鲁伊斯克城外，他们强渡了别列津纳河上的大桥。虽然说是大桥，实际上只有三、四米宽，对岸俄军的火力非常地凶猛。一个叫费里克斯的传奇中尉指挥着部队几次冲锋都失败了，还遭受了惨重的伤亡。莫德尔及时地派出了一个连的援兵，费里克斯中尉率部终于通过了别列津纳河，占领了博布鲁伊斯克城。在日终之前，第3装甲师的先头部队挺进到了第聂伯河畔的罗加切夫城。
七月三日的整个白天，第3装甲师在罗加切夫城接近地与苏联的装甲部队激战。黄昏的时候，四十辆T—34坦克突然在战场上出现，打了德军一个措手不及；第3装甲师摩托化步兵所用的反坦克炮根本无法击穿T—34的正面装甲，于是这个王牌师的士兵首次在战场上惊慌失措地溃退了。摩步旅的指挥官安根上校冒着生命危险用相机摄下这些钢铁怪兽的照片，把它们摆到了莫德尔的面前。莫德尔将军觉得难以置信，尽管此前里特尔·；冯·；维贝尔将军的第17装甲师在鲍里索夫已经遭遇了T—34危机。于是，他亲自乘坐着一辆三号坦克来到正在激战中的最前沿，用望远镜亲眼目睹了T—34坦克刀枪不入，如入无人之境地般的冲杀。莫德尔即命令部队后撤了，并给古德里安将军打去电话，请求用第4航空军的轰炸机来摧毁这些“打不烂”的苏联坦克。
七月六日，两个俄国的机械化军〔第5、第7机械化军，拥有一千零三十六辆坦克〕在第2、第44步兵军的支援下从日洛宾渡过第聂伯河向德军的右翼第24摩托化军发起了攻击。首当其冲的是冯·；朗格曼·；埃伦坎普男爵少将指挥的第4装甲师，第3装甲师也不得不将防御正面转向右面。在第10摩托步兵师的狙击下，战场上留下了八百三十辆被击毁的苏联坦克残骸，第24摩托化军暂时击退了俄军的反击，在斯摩棱斯克战役的进行当中他们还将不断地受到俄军的猛烈地冲击。
七月七日，第3装甲师继续向新贝霍夫前进。七月九日，当斯摩棱斯克战役还进行时，莫德尔将军已经获得了骑士铁十字勋章的奖励。七月十一日，第二装甲集群担任主攻的第47装甲军（辖第17、第18装甲师和第29摩托化步兵师）在科佩西地区强渡了第聂伯河，与之配合第24摩托化军则从旧贝霍夫地区渡河。第3装甲师原本是负责保障军团的侧翼，他们从莫吉廖夫附近强渡了第聂伯河。第聂伯河两岸一眼望不到边的德军机械化部队暨步兵部队有数十万之众，没有谁去理睬在河南岸抵抗枢纽中的俄军，而是迅速地向纵深前进。俄军感觉到面临合围的威胁，在谢·；康·；铁木辛哥元帅的指挥下于七月十三日放弃了莫吉廖夫城也向后撤退，结果灾难性地被分割包围在第聂伯河的两岸。
当时，莫德尔将军无暇顾及歼灭身后的这些俄军，他指挥着部队马不停蹄地向乔瑟挺进，下一个目标是突进到索日河流域的洛布科维奇地区，为保障军团主力占领斯摩棱斯克，为分割俄军而建立外圈防御的正面。
铁木辛哥元帅不甘心失败地再次组织起了第13、第4集团军两个集团军共二十个师（但每个师不到三千人）的强大兵力侧击了德国第24摩托化军的防线，企图为被围在斯摩棱斯克、莫吉廖夫、廖尔沙的俄军打开一条生路。第3装甲师战斗在洛布科维奇（Lobkovitchi）地区有力地阻挡着铁木辛哥的援兵，在当时还默寂无名的莫德尔师长专家般的防御面前，俄国人完全没有机会，始终也无法突破索日河防线，他们的解围梦想在第24军全体将士的顽强防御面前最终成为了泡影。不过要等到七月二十六日才由第10摩托化步兵师、大德意志步兵团等部队解决掉莫吉廖夫地区包围圈里的俄国军团。
一九四一年的斯摩棱斯克是一个拥有大约十五万居民的城市，该城被第聂伯河分成为两部分，大约三分之二的市区在河的南部，包括了老城，大部份的居民区暨商业区，三分之一在河的北部，主要是工厂区。七月十六日，德军第29摩托化步兵师（冯·；勃尔滕施特恩少将）率先攻占了斯摩棱斯克城区的南部，取得了斯摩棱斯克会战中最为关键性的胜利。俄军只是到最后的关头才炸毁了第聂伯河上的大桥，使北部城区暂时幸免于被攻占。
德军虽然取得了重大的进展，但总的态势仍不容乐观。斯摩棱斯克城内的俄军得到了大量的增援，在“苏联英雄”卢金将军的指挥下仍然在进行着殊死的顽抗，还首次使用了斯大林管风琴“卡秋莎”火箭炮（德第5步兵师的士兵成为了首批的牺牲品）。据称俄第16集团军（实际上是两个集团军，因为俄国第19集团军的兵力被拆散增补到了该军团）就击毁了一百一十三辆德国坦克；另一方面外线的俄军则集中优势兵力从南、东、北三个方向猛攻刚刚占领叶利尼亚立足未稳的德国党卫队帝国师和第10装甲师的部队，德军依据希特勒不许放弃的命令，不断地将新锐师团投入到“叶利尼亚绞肉机”中去，第46装甲军司令冯·；菲廷霍夫男爵装甲兵上将指挥了艰苦的叶利尼亚防御战初期的战斗。
一直到七月二十六日消灭了明斯克守军的霍特大将指挥的德国重炮殛新锐的步兵部队抵达后，从斯摩棱斯克北面封闭了包围圈的东部，俄国人（第19、第20、第16集团军）的抵抗才被逐次地粉碎，斯大林的儿子雅科夫·；朱加施维利也就在斯摩棱斯克的北部被俘虏。
七月二十六日中午，古德里安将军来到第3装甲师在洛布科维奇的师部，祝贺莫德尔获得了骑士级铁十字勋章，并与莫德尔研究了第3装甲师下一步的任务。七月二十七日，根据希特勒的要求，第二装甲集群更名为“古德里安集团军级集群”，随即调整了部署向罗斯拉夫尔突击，以便由这个公路枢纽控制东、南和西南的通道，而不是向莫斯科或向布良斯克方向突击。第3装甲师的最早领受的任务就是向东挺进占领罗斯拉夫尔城，巩固与在北面作战的冯·；盖尔男爵中将指挥的第9步兵军的联系。
对于德军新的战略部署，俄军没有什么觉察，仍在拼命攻打着叶利尼亚，仅在三十日这一天他们就发起了十三次冲锋。七月三十一日由莫德尔指挥的第3装甲师（仅剩下五十辆坦克）从洛布科维奇出发，它们与第4装甲师一道组成的装甲攻击群，快速地击溃了俄卡恰洛夫集群（辖第252、第256和第243步兵师〕的左翼。八月一日，第3装甲师的先头部队攻占了奥斯乔尔河上一座完整的桥梁，并俘获了一个俄国炮兵连；接着第3装甲师根据上级新的命令，突然一个漂亮的“左钩拳”折向了左面，在第10摩托化步兵师等部队的配合下，第3装甲师的坦克快速攻陷了重镇米洛斯拉维奇。其余的部队如第263、第292、第197、第137第四个步兵师暨第4、第18装甲师等部队则仍然按计划向罗斯拉夫尔地区推进，俄军被击溃了，三至四个师的俄军部队被合围在罗斯拉夫尔城。战局的新变化改观了德中央集团群自叶利尼亚攻防战以来的窘势，并继续朝着有利于德军的方向演变。
第3装甲师攻占重镇米洛斯拉维奇后，继续朝克里莫维奇西部推进。它的目的是要配合第7、第258、第34三个步兵师的防守，缓解俄军对德国中央集团军群右翼重镇克里切夫地区的威胁。克里切夫防御战战斗非常地惨烈，优势兵力的俄军不断地组织集团冲锋，红军战士高呼着“乌拉”的口号企图冲垮德军的防线，第3装甲师的进攻实际上给俄军侧背来了一刀。。。。。。
而且很快就出现了对德军更大的利好，八月八日，在第二装甲集群的另一个战场上，歼灭掉了罗斯拉夫尔包围圈中的俄军，俘获了三万八千人，缴获了两百辆坦克。第4装甲师得以抽调回克里切夫地区参加了米洛斯拉维奇附近的攻防战，随着更多军队的投入，克里切夫防御战到八月十四日已见分晓，俄军有三个师被击溃，约一万六千多人被俘虏，还有大量的火炮被缴获，俄军在克里切夫地区的进攻终于被莫德尔中将（第3装甲师起了关键性作用）击退了，第3装甲师还乘胜追歼溃逃中的苏军，一举攻占了科斯秋科维奇（Ko