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&ldo;帝国&rdo;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：

&ldo;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……&rdo;

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&ldo;西南&rdo;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&ldo;西南&rdo;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&ldo;西南方面军&rdo;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。