В районе Белгорода им удалось добиться значительного вклинения, в районе Волчанска – местного прорыва на глубину 65 км. Однако 6-й армии, части которой уже успели занять исходные позиции для наступления, вскоре удалось преодолеть кризис. Южнее Харькова русские, продвигаясь по обеим берегам реки Северный Донец, прорвали оборону немецких войск в районе Чугуева и левым крылом продвинулись до Мерефы. Но здесь после пятидневных ожесточенных боев русские были остановлены. Между тем немецкое командование, которое и на юге располагало подготовленными к наступлению крупными танковыми силами, использовало создавшееся положение, чтобы нанести русским сокрушительный удар. В районе Славянска была сосредоточена сильная ударная группа, которая, продвигаясь правым флангом вдоль Северного Донца, должна была преградить русским пути отхода за эту реку. 17 мая ударная группа начала наступление с рубежа Славянск, Александровка и сразу же глубоко вклинилась в русский фронт. Уже на следующий день ее правый фланг достиг Изюма. Русским армиям грозил удар с тыла, и Тимошенко приостановил свое наступление, чтобы спасти их от уничтожения. Но потребовались отчаянные усилия, чтобы пробиться от Лозовеньки к Северному Донцу, так как немецкий клин все дальше продвигался к Балаклее, а немецкие и румынские дивизии, располагавшиеся вокруг выступа, в свою очередь также перешли в наступление. 25 мая значительная часть двадцати стрелковых, семи кавалерийских дивизий и четырнадцати танковых бригад были окружены западнее Северного Донца. В сводке германского верховного командования сообщалось о взятии в плен 240 тыс. человек, а также об уничтожении или захвате 2026 орудий и 1249 танков. Русские, против обыкновения, с необычной откровенностью признавали свою неудачу. Указывая на огромное превосходство немцев в живой силе, артиллерии и авиации, они сообщали о потере 70 тыс. человек пленными и 5 тыс. убитыми. Однако они считали, что добились успеха, так как им удалось якобы предупредить и сорвать наступление немецких войск на Кавказ. Открытое признание поражения было первым, но не последним призывом русских к своим союзникам не заставлять их будущим летом одних выдерживать натиск немцев.
Для запланированного немецкого наступления попытка русских помешать ему была только желанным началом. Ослабление оборонительной мощи русских, которого было не так-то легко добиться, должно было существенно облегчить первые операции. Но требовались еще дополнительные приготовления, которые заняли почти целый месяц, прежде чем немецкие армии, произведя перегруппировку и пополнив все необходимое, смогли начать наступление.
Выход немецких войск к Кавказу и Волге
В конце июня на фронте от Таганрога до Курска стояло пять полностью укомплектованных и хорошо оснащенных армий, готовых разбить русские войска на юге. За ними были сосредоточены одна румынская, одна итальянская и одна венгерская армии, соединения которых частично уже были выдвинуты к линии фронта. Эти хуже оснащенные союзные армии должны были по мере продвижения немецких армий на сотни километров в глубь страны содействовать обеспечению их флангов, чтобы немецкие войска могли сохранить свою ударную силу для действий в глубине территории противника.
Группа армий «Юг» была разделена на две части. В южную группу армий «А», которой вначале командовал фельдмаршал Лист, вошли 17-я полевая и 1-я танковая армии, в северную группу армий «Б» (ею командовал вместо погибшего к этому времени фельдмаршала фон Рейхенау вначале фельдмаршал фон Бок, а позднее генерал-полковник барон фон Вейхс) – 4-я танковая, 6-я и 2-я полевые армии.
План операции был следующим. Крупные танковые силы ударом из района Изюм (1-я танковая армия) и юго-восточнее Харькова (4-я танковая армия) должны были прорваться в район между Северным Донцом и Доном. 6-я и 2-полевые армии имели задачу начать наступление одновременно с танковыми армиями и выйти к Дону на участке Новая Калитва, Воронеж. Когда немецкие танки начнут стремительно продвигаться вперед, должна была перейти в наступление и 17-я армия, несколько дальше других армий выдвинутая на восток.
От успеха прорыва зависел выбор дальнейших целей наступления. В принципе с самого начала планировалось, что группа армий «А», сделав захождение левым крылом, выйдет к нижнему течению Дона, а группа армий «Б» на возможно более широком фронте достигнет Волги по обе стороны Сталинграда. Для Гитлера главная цель этих операций, помимо стратегических соображений, заключалась в захвате нефтяных районов Кавказа.
Захват плацдармов на восточном берегу Северного Донца в районе Изюма и Чугуева в ходе преследования русских после сражения за Харьков обеспечил танковым армиям благоприятные исходные позиции.