На северном побережье Азовского моря от Осипенко до Таганрога несли службу охранения 5-я и 6-я кавалерийские румынские дивизии. По западному берегу реки Миус от Таганрогского лимана до Дебальцево занимали оборону 14-й танковый и 49-й горнопехотный корпуса немцев в составе 73, 125, 198-й пехотных дивизий, 4-й горнопехотной дивизии, моторизованных дивизий войск СС «Лейбштандарт», СС «Адольф Гитлер», СС «Викинг», 13-й танковой дивизии, моторизованной словацкой дивизии и итальянского корпуса трехдивизионпого состава. 52-й армейский корпус в составе 111-й и 9-й пехотных дивизий и 4-й армейский корпус в составе 94-й и 76-й пехотных дивизий занимали оборону на фронте Дебальцево, Бондари. На участке Бондари, Маяки, Варваровка оборонялись 295, 257-я пехотные, 97-я легкопехотная дивизии и один полк 68-й пехотной дивизии 44-го армейского корпуса. На фронте Варваровка, Александровна, Вишневый в обороне располагались 100-я легкопехотная и 60-я моторизованная, 14-я танковая и 1-я горнопехотная дивизии 3-го танкового корпуса. Далее, перед стыком Южного и Юго-Западного фронтов оборонялись части 6-го армейского корпуса румын в составе 1, 2-й и 4-й румынских пехотных дивизий и приданных 68-й и 298-й немецких пехотных дивизий. Из них одна (4-я) дивизия и полк 298-й дивизии действовали в полосе Юго-Западного фронта.
В оперативном резерве перед южным фасом барвенковского выступа германское командование к 12 мая 1942 года сосредоточило 389, 384-ю пехотные и 101-ю легкопехотпую немецкие дивизии, 20-ю румынскую пехотную дивизию и 15-ю танковую дивизию. Одним полком 389-й пехотной дивизии был усилен 52-й армейский корпус, и два полка 384-й пехотной дивизии были выдвинуты на участок 44-го армейского корпуса.
Всего перед Южным фронтом группировка немецких войск фактически составляла тридцать четыре дивизии (пехотных — 24, танковых — 3, моторизованных — 5 и кавалерийских — 2).
В результате всех проведенных главнокомандующим Юго-Западным направлением мероприятий войска Юго-Западного фронта были построены для нанесения ударов следующим образом.
Северная ударная группировка, нанося удар на 55-километровом фронте, состояла из четырнадцати стрелковых, трех кавалерийских дивизий, восьми танковых и одной мотострелковой бригад.
Южная ударная группировка, наступая на 36-километровом фронте, включала восемь стрелковых, три кавалерийских дивизии, одиннадцать танковых и две мотострелковые бригады.
Учитывая силы противника, стоявшие перед советскими войсками на участках наступления, можно сделать вывод, что наши ударные группировки вполне могли справиться с поставленными перед ними задачами.
Наступление
Наступление северной группировки (12–14 мая 1942 года). Активные действия северной ударной группировки Юго-Западного фронта начались 12 мая 1942 года в 6 часов 30 минут артиллерийской подготовкой, которая продолжалась 60 минут. В конце артиллерийской подготовки был совершен 15–20-минутный авиационный налет по районам артиллерийских позиций и опорным пунктам противника в его главной полосе обороны.
Пехота и танки ее непосредственной поддержки перешли в атаку в 7 часов 30 минут. Стрелковые подразделения первых эшелонов 21, 28-й и 38-й армий, продвинувшись в первой половине дня 12 мая на глубину от 1 до 3 км, были встречены огнем большого числа неподавленных огневых точек и контратаками тактических резервов противника. Наибольший успех при прорыве неприятельской обороны ожидался в полосе 28-й армии, где действовало большое количество танков непосредственной поддержки пехоты. Однако успех войск 28-й армии оказался минимальным. Бои первого дня наступления показали, что в полосе атак этой армии противник имел большую тактическую плотность обороны.
Значительное продвижение имели соединения 21-й и 38-й армий. В ночь на 12 мая подразделения 76-й стрелковой дивизии 21-й армии захватили небольшие плацдармы на западном берегу реки Северский Донец. С этих плацдармов утром 12 мая дивизия начала наступление главными силами по сходящимся направлениям. К исходу дня части дивизии соединились и образовали общий плацдарм шириной 5 км и глубиной до 4 км.
293-я и 227-я стрелковые дивизии 21-й армии успешно осуществили прорыв оборонительной полосы противника и, развивая успех, к исходу дня, овладев несколькими населенными пунктами, продвинулись в северном направлении на 10 км и в северо-западном направлении на 6–8 км. Однако создать общий плацдарм частям 76-й и 293-й стрелковых дивизий в течение дня не удалось.
Соединения 28-й армии в результате напряженных боев овладели сильными опорными пунктами немцев Байрак, Купьеваха и Драгуновка и окружили немецкий гарнизон в Варваровке. Дальнейшее продвижение наших частей в глубь немецкой обороны было остановлено противником. К исходу дня части 13-й гвардейской дивизии, усиленные танками 90-й танковой бригады, выбили противника из н/п Перемоги.