К сожалению, высокий моральный дух войск не всегда может компенсировать просчеты в планировании боевых действий. Изначально заявка маршала Жукова на пополнение наступавших фронтов людскими ресурсами и боевой техникой была сокращена Сталиным на 30—40%. Чрезмерно широкая полоса наступления, которое развернули одновременно пять фронтов, сжатые сроки выполнения поставленных задач с неизбежностью вынуждали использовать удары и натиски «в лоб». В этих условиях энтузиазм нередко разбивался о вал неприступной обороны противника, и тогда наступала суровая проза военной жизни. Директивы Ставки, торопившие двигаться на запад, должны были исполняться неукоснительно.
Войска Южного и Юго-Западного фронтов, несмотря на трудности с материально-техническим обеспечением, продолжали наращивать темпы наступления. 10 сентября войска Юго-Западного фронта освободили железнодорожный узел Барвенково, а Южного фронта – Волноваху и во взаимодействии с десантом Азовской военной флотилии – важный центр металлургической промышленности Мариуполь.
Фон Манштейн не хотел примириться с утратой Донбасса. 11 и 12 сентября он не раз предпринимал сильные контратаки, что позволяло на некоторое время вновь захватывать отдельные населенные пункты. Для отражения контратак командующий Юго-Западным фронтом генерал армии Р. Я. Малиновский вынужден был передать в 3-ю гвардейскую армию свой последний резерв – 33-й стрелковый корпус. Полностью израсходовал фронтовые резервы и командующий Южным фронтом генерал-полковник Ф. И. Толбухин.
Войска левого крыла Центрального фронта генерала армии К. К. Рокоссовского успешно продвигались на Нежин. Соединения 38-й армии Воронежского фронта значительно отстали, сковывая действия левого крыла Центрального фронта, заставляя его поворачиваться на юг и растягивать свой фронт, вместо того чтобы развивать успешное наступление на запад. Это вызвало беспокойство у Сталина, который в шесть часов вечера 12 сентября потребовал от маршала Жукова решительного продвижения вперед правого крыла Воронежского фронта, особенно 38-й армии.
Штаб группы армий «Юг», оценивая обстановку, сложившуюся к 14 сентября, сообщил в Генштаб Сухопутных войск, что он вынужден на следующий день отдать приказ об отходе также и северного фланга группы армий за Днепр по обе стороны от Киева. Еще до этого 8-я армия получила приказ перейти к маневренной обороне. В ответ на это донесение штабу группы армий указали на то, что приказ не должен отдаваться до тех пор, пока Гитлер 15 сентября не переговорит еще раз с фон Манштейном. Во время этой беседы он доложил Гитлеру о том, что после посещения им фронта обстановка ухудшилась.