Советские войска воспользовались обстановкой и начали стремительное наступление из районов Барвенково и Лозовой. Танки Юго-западного фронта достигли Днепра, выйдя на подступы к Запорожью. Одновременно развивалось наступление в направлении Полтавы.
Наблюдая за продвижением советских войск, Манштейн сохранял спокойствие. 17 февраля 1943 г. Гитлер вновь прибыл к нему в ставку и потребовал, чтобы он немедленно захватил Харьков. Но фюреру было объяснено, что чем дальше на запад и юго-запад продвинутся советские войска, тем больший эффект даст контрудар немецких войск, загоняя противника в котел. Советское командование увлеклось наступлением, проигнорировав тот факт, что в их тылу остались крупные силы вермахта. Тем временем 4-я немецкая танковая армия была готова нанести удар северо-западнее Луганска. Справа находился 48-й танковый корпус в составе трех танковых дивизий, а слева располагался танковый корпус СС в составе двух танковых дивизий — «Рейх» и «Лейбштандарт».
Немцы создали ударную группировку и перешли в контрнаступление против войск Юго-западного фронта в Донбассе, нанеся им удар в левый фланг. Манштейн намеревался потеснить советские войска с юга, а позже ударить в тыл с востока. 22 февраля 1943 г. пять немецких танковых дивизий группы армий «Юг» начали наступать в северо-западном направлении. 48-й танковый корпус наносил удар на Барвенково, и его стремительное продвижение явилось для советских войск полной неожиданностью. Через несколько дней 17-я немецкая дивизия вышла к Северному Донцу на участке Изюм — Протопоповка, а танковый корпус СС овладел Лозовой.
Советские войска не смогли удержаться на достигнутых рубежах. В заснеженной степи отходившие части были видны за много километров, и артиллерия вермахта успешно вела по ним огонь.
Затем 6 марта 1943 г. произошло сражение в районе между Харьковом и Белгородом. Вновь сформированные, 4-я танковая армия генерал-полковника Гота и армейская группа генерала танковых войск Кемпфа в тот день перешли в наступление против советских 3-й танковой и 69-й армий Воронежского фронта. При этом 2-й танковый корпус СС образовывал острие копья немецких войск, и 16 марта тремя своими дивизиями («Мертвая голова», «Лейбштандарт» и «Рейх») снова ворвался в Харьков, где восстановил прежнюю обстановку. Немецкий 48-й танковый корпус наступал восточнее Харькова, удерживая фронт по Северному Донцу. Продвигаясь вперед, немецкая 4-я танковая армия нанесла удар по советской 3-й танковой армии, которая обороняла Харьков. Обойдя город и атаковав его с севера и востока, немцы прорвались в город.
