Сломив сильное сопротивление врага, конники корпуса вышли на рубеж Золотивка, Грушеватский. Однако их попытки развить наступление дальше натолкнулись на ожесточенное сопротивление 60-й моторизованной дивизии врага.
Убедившись, что сил, направленных для разгрома барвенковской группировки противника, недостаточно, главком Юго-Западного направления только во второй половине дня 19 мая принял запоздалое решение приостановить наступление в полосе 6-й армии, закрепиться частью сил на достигнутых рубежах, вывести основную группировку войск из боя и концентрическим ударом 6, 57, 9-й армий разгромить прорвавшегося в их тылы противника.
Группе генерала Ф. Я. Костенко в составе пяти стрелковых, трех кавалерийских дивизий и трех танковых бригад была поставлена задача прочной обороной достигнутых рубежей обеспечить с запада наступление войск 6-й и 57-й армий.
6-й армии в составе пяти стрелковых дивизий, двух танковых корпусов и одной отдельной танковой бригады надлежало, прикрывшись по реке Северский Донец с севера, главные силы скрытно развернуть к утру 21 мая на рубеже Большая Андреевка, Петровка и нанести удар в общем направлении на восток.
57-я армия получила задачу, прикрываясь частью сил с запада, тремя стрелковыми дивизиями и 2-м кавалерийским корпусом ударить по флангу прорвавшейся группировки противника в обход Барвенкова с юга. Армия с 19 мая переходила в подчинение Юго-Западному фронту.
9-й армии предписывалось, сдерживая противника на рубеже реки Северский Донец, наступать основными силами из района Студенки в западном направлении.
Навстречу войскам, выходящим из окружения, предстояло нанести удар группе, созданной по приказу главкома, которую возглавил генерал-майор Г. И. Шерстюк, заместитель командующего 38-й армией. В составе одной стрелковой дивизии и трех танковых бригад она должна была наступать с востока в направлении Чепель, Лозовенька, а четыре левофланговые дивизии 38-й — нанести удар в направлении Волхов Яр, Змиев.
Два дня прошли в напряженных боях, главным образом, с прорвавшимися на барвенковском направлении вражескими танками.
22 мая боевое напряжение достигло кульминации. Группа Клейста с бешеным упорством продолжала рваться на север, в сторону Чепеля. Одновременно с чугуевского выступа Паулюс бросил обе свои танковые дивизии в южном направлении. Невзирая на героическое сопротивление наших войск, врагу удалось к исходу дня перерезать последние коммуникации, связывавшие войска 6-й и 57-й армий с тылом.
