Именно Терновая стала целью контрудара 3–й и 23–й танковых дивизий, поддержанных тремя вышеупомянутыми полками пехоты. Наступающим не удалось прорвать фронт, но на участке 244–й и 13–й гвардейской стрелковых дивизий положение было напряженным. Один из полков 244–й стрелковой дивизии отошел под нажимом 3–й танковой дивизии на 10 км и закрепился всего в 2–3 км юго-западнее Терновой. Отход левого фланга 28–й армии оказал негативное влияние на продвижение вперед получивших наступательную задачу 175–й и 169–й дивизий. Они продвинулись вперед только на 5 км к р. Липец и здесь наступление прекратили.
На участок наступления 21–й армии постепенно перебрасывалась с севера 168–я пехотная дивизия, которая по мере сосредоточения начала атаки на Муром. Одновременно 14–15 мая была начата переброска с курского направления 88–й пехотной дивизии неполного состава, так называемой «группы Гольвитцера». Однако советское командование не теряло надежды на успех. 3–му гвардейскому кавалерийскому корпусу было приказано сосредоточиться за смежными флангами 21–й и 28–й армий.
На следующий день, 16 мая 1942 г., стороны продолжили наступательные действия. Северная ударная группировка Юго-Западного фронта продолжала пробиваться вперед, обороняясь своим левым флангом. Собранные для контрудара силы 6–й армии Паулюса продолжили атаки в направлении Терновой. В течение дня все атаки с целью деблокировать окруженный немецкий гарнизон были отбиты.
Нанесенный немцами контрудар существенно мешал развитию наступления северной ударной группировки фронта. К вечеру 16 мая командование Юго-Западного фронта решило сосредоточить свои силы на разгроме пробивавшихся в направлении Терновой частей противника. Немецкий танковый клин предполагалось срезать ударами по сходящимся направлениям. Для этого назначались три стрелковые дивизии 28–й армии — 244, 162–я и 13–я гвардейская. Тем временем 38–я армия должна была попытаться наказать немцев за снятие резервов с чугуевского направления. Армия К.С. Москаленко переносила острие удара на несколько километров к левому флангу и продолжала наступление в тыл чугуевской группировке немцев.
Все больше неприятностей стала доставлять наступающим советским войскам переброшенная из Крыма и с запада авиация противника. На фронт прибыли отдельные группы 55–й («Хейнкель–111») и 76–й (Ю–88) бомбардировочных эскадр. С запада в Чугуев прибыла I группа 3–й истребительной эскадры JG3 «Удет». В ответ на усиление активности авиации противника в состав ВВС Юго-Западного фронта поступила 220–я истребительная авиадивизия (два полка ЛаГГ–3 и два полка МиГ–3), получившая задачу прикрыть наступление 28–й армии.
В полосе наступления 6–й армии основным лейтмотивом событий стала резко возросшая активность немецкой авиации. В течение всего дня 15 мая немецкие бомбардировщики, действуя большими группами, наносили значительный урон наступающим советским частям. Это существенно снизило темп их продвижения вперед. Также в расположение VIII армейского корпуса начали прибывать резервы. Эшелоны с войсками 305–й пехотной дивизии были развернуты для выгрузки в районе Краснограда и уже 15 мая мелкими подразделениями вступили в бой совместно с частями 113–й пехотной дивизии. Один полк 113–й пехотной дивизии пытался безуспешно сдержать наступление оперативной группы Л.В. Бобкина. Группа продвинулась за день на 10 км и перехватила в районе Краснограда железнодорожную рокаду между 17–й и 6–й армиями немцев.
В целом воздействие переброшенных из резерва частей пока не оказало существенного влияния на продвижение южной ударной группы Юго-Западного фронта. 15 мая командующий Юго-Западным направлением, наконец, решился ввести в бой 21–й и 23–й танковые корпуса. Их предполагалось ввести в прорыв на рассвете 16 мая. Однако вследствие удаленности от линии фронта занять исходное положение для наступления 21–й и 23–й танковые корпуса не успели.
В течение 16 мая 6–я армия форсировала р. Берестовая и готовилась к введению в прорыв 21–го и 23–го танковых корпусов. В условиях позднего весеннего паводка река имела ширину от 10 до 20 м. В сочетании с вязким дном и заболоченной поймой форсирование ее танками требовало инженерной подготовки переправ. Ввод в прорыв двух танковых корпусов был отложен на 17 мая. Продолжавшая вести обеспечивающее фланг 6–й армии наступление армейская группа Л.В. Бобкина силами 6–го кавалерийского корпуса полуокружила Красноград.