9-й армии (командующий генерал-майор Федор Михайлович Харитонов, член Военного совета дивизионный комиссар Константин Васильевич Крайнюков, начальник штаба генерал-майор Федор Константинович Корженевич) было приказано прочно оборонять южный и юго-восточный фасы барвенковского плацдарма на фронте Софиевка, Кантемировка, Красноармейск, Красный Лиман протяжением 96 километров. В составе армии было семь стрелковых дивизий, одна стрелковая и две танковые бригады, пять артиллерийских полков РГК и два батальона противотанковых ружей. Средняя оперативная плотность в обороне равнялась 13 километрам на дивизию. Командный пункт армии располагался в Каменке, в 30 километрах от линии фронта, а вспомогательный пункт управления в Долгенькой, на 10 километров ближе.
В резерв командующего Южным фронтом был выделен 5-й кавалерийский корпус генерала Иссы Александровича Плиева в составе трех кавалерийских дивизий и одной танковой бригады. Он располагался в полосе 9-й армии, в районе населенных пунктов Бражовка, Курулька, Голая Долина.
От командармов и всех командиров стрелковых дивизий командующий фронтом требовал создать прочную оборону, развитую в глубину, с продуманной системой противотанковой защиты, с максимальным развитием инженерных сооружений, противотанковых и противопехотных препятствий и широким приспособлением к обороне населенных пунктов.
В результате внесения в последующем некоторых изменений в группировку войск Южного фронта к 11 мая, то есть накануне перехода наших войск в наступление на Харьков, в 37, 12, 18-й армиях Южного фронта, прикрывавших ворошиловградское направление, были выведены в резерв командующих по одной стрелковой дивизии, а в 56-й армии, обеспечивавшей ростовское направление, 3-й гвардейский стрелковый корпус с одной танковой бригадой.
В резерве командующего Южным фронтом находились в районе Ворошиловграда, за левым крылом фронта, 24-й танковый корпус и три стрелковые дивизии. Там же располагались еще четыре стрелковые дивизии, переданные из резерва Ставки в распоряжение командующего фронтом.
Эти соединения были еще в стадии доукомплектования личным составом и вооружением. Опасаясь возможного прорыва противника на ворошиловградском направлении, Ставка специальной директивой от 14 апреля приказала выделенные в резерв Южного фронта три стрелковые дивизии и три танковые бригады (впоследствии обращенные на формирование 24-го танкового корпуса) не пускать в ход без ее санкции. Это распоряжение касалось и четырех дивизий, поступивших из резерва Ставки в распоряжение Южного фронта.
