Наступление возобновилось в ночь на 27 мая. Ударная группа прорывавшихся войск выбила ночной атакой гитлеровцев из Лозовеньки и продвинулась к востоку на 5–6 километров. Но с рассветом противник вновь занял этот населенный пункт. Группа советских войск в течение 28 и 29 мая вынуждена была выходить из окружения небольшими отрядами.
Господствовавшая в воздухе авиация противника наносила большие потери нашим частям и нарушала управление войсками. Днем буквально все было прижато к земле, и только наступление ночи позволяло подразделениям без тяжелого вооружения просачиваться через кольцо окружения за реку Северский Донец и соединяться с основными силами.
В это же время западнее Лозовеньки сосредоточивались силы, прикрывавшие до этого войска 6-й армии от ударов с запада. Сюда же к утру 27 мая вышла и 266-я стрелковая дивизия полковника А. И. Таванцева, которая полностью сохранила свою боеспособность. В ночь на 28 мая части ее, составлявшие ядро ударной группы, прорвали кольцо окружения врага и к утру 28 мая вышли в район Волвенково, Волобуевка. С ними вместе пробились сюда и остальные части и подразделения, находившиеся западнее Лозовеньки. В ночь на 29 мая эта группа ударом с тыла прорвала при содействии войск 38-й армии линию фронта противника по правому берегу Северского Донца и успешно вышла в расположение основных сил у Чепеля.
В своих воспоминаниях об этом эпизоде Маршал Советского Союза К. С. Москаленко пишет следующее: «Гитлеровское командование приложило большие усилия к тому, чтобы ликвидировать прорыв и не выпустить окруженных из смертельного кольца. Но не добилось успеха.
38-я армия нанесла удар снаружи в условиях, когда окруженные делали то же самое изнутри. Благодаря этому нам удалось вывести из окружения около 22 тысяч красноармейцев, командиров и политработников.
Помню, первыми подошли шесть танков Т-34. Из одного вышел член Военного совета Юго-Западного фронта дивизионный комиссар К. А. Гуров. За танками волнами шли тысячи советских воинов во главе с генерал-майором А. Г. Батюней. На их лицах сквозь тяжкую боль и усталость светилась непомерная радость возвращения к своим».
Оставшиеся в кольце советские воины продолжали героически сражаться вплоть до 30 мая. Многие из них в последующем отдельными отрядами и группами пробивались через позиции врага и переправлялись на левый берег Северского Донца. Немало верных сынов нашей Родины погибло в этих боях смертью храбрых. Среди них были заместитель командующего войсками Юго-Западного фронта генерал-лейтенант Федор Яковлевич Костенко, командующий 6-й армией генерал-лейтенант Авксентий Михайлович Городнянский, командующий 57-й армией генерал-лейтенант Кузьма Петрович Подлас и командующий армейской группой генерал-майор Леонид Васильевич Бобкин.
