Первая советская наступательная операция стратегического значения на юго–западном направлении началась утром 18 января 1942 г. переходом в наступление 6, 57–й и 37–й армий на всем своем фронте. Артиллерия РГК к началу операции не закончила своего сосредоточения. В 57–й армии на огневых позициях находилось только 40% орудий артиллерии РГК, в 37–й армии — 62%. Однако общим правилом было выделение наступающим на важных направлениях стрелковым дивизиям танковой бригады в качестве непосредственной поддержки пехоты. Поэтому растянутые по фронту немецкие соединения не оказали серьезного сопротивления. Однако немцам удалось удержать два важных узла коммуникаций, оставив в распоряжении советского командования только трассы, проходящие через Изюм. Немцы были верны своей идее выявления на местности «шверпункта», удержание или захват которого имеет ключевое значение для операции в целом. На правом фланге наступления, в полосе 6–й армии, узлом сопротивления стал город Балаклея. Штурм Балаклеи 253–й стрелковой дивизией комбрига А. А. Неборака с 13–й танковой бригадой успеха не принес. Напротив, наступавшая совместно с 7–й танковой бригадой 411–я стрелковая дивизия 6–й армии уверенно продвигалась вперед, и ее успех использовали соседи справа и слева — 337–я и 393–я стрелковые дивизии.
Командующий Южным фронтом Р. Я. Малиновский решил из имеющихся танковых бригад подвижную группу фронтового значения не создавать, а придать бригады стрелковым дивизиям в качестве средства непосредственной поддержки пехоты. Усиленные танками, дивизии 57–й армии довольно бодро продвигались вперед на изюмском направлении. Наступавшая на правом фланге армии 341–я стрелковая дивизия совместно с 6–й танковой бригадой за четыре дня прошла 20 км. Соседняя 351–я стрелковая дивизия совместно со 130–й танковой бригадой к 21 января продвинулась на 20—22 км. Противостоявшая им немецкая 298–я пехотная дивизия вела сдерживающие бои на фронте шириной 40 км. После первых дней боев в соединении осталось всего два орудия. Хуже продвигались соединения на левом фланге 57–й армии. 255–я стрелковая дивизия с 12–й танковой бригадой В. М. Баданова продвинулась за четыре дня на 18 км, 335–я стрелковая дивизия — на 6—12 км и 333–я стрелковая дивизия, встретившая особенно упорное сопротивление противника и не усиленная танками, не продвинулась вовсе.
Возможности командования группы армий «Юг» парировать советское наступление к тому моменту были весьма ограничены. Перебрасываемая из Германии 88–я пехотная дивизия прибывала темпом один поезд в сутки. Из Румынии перевозилась 1–я румынская дивизия. Предназначенная для стабилизации обстановки в Крыму 113–я пехотная дивизия была вынуждена развернуться для заделки пробитой советским наступлением бреши. 100–я легкопехотная дивизия выводилась из первой линии XIV моторизованного корпуса и готовилась к переброске в район Красноармейского. Также из резерва 1–й танковой армии Клейста была изъята 73–я пехотная дивизия.
Если наступлению 6–й и 57–й армий сопутствовал успех, то наступление 37–й армии на левом фланге ударной группировки Южного фронта быстро увязло в позиционных боях. Советские войска столкнулись со «шверпунктом» в лице города Славянок на левом фланге. Армии удалось лишь вклиниться в оборону противника восточнее Славянска. Отброшенная левофланговыми соединениями 57–й армии 257–я пехотная дивизия была использована немецким командованием для загибания фланга 17–й армии фронтом на север в районе Славянска. Этот город стал важным опорным пунктом противника, удержание которого позволяло контролировать железнодорожные и шоссейные дороги, проходящие через Славянок. Однако в начальный период операции командование Юго–Западного направления не уделяло должного внимания расширению прорыва, полностью сосредоточившись на продвижении в глубину. Действовавшие на вспомогательных направлениях 12–я и 38–я армии сколько–нибудь значительного продвижения вперед не добились. В связи с этим вопрос об овладении Харьковом в ходе Барвенковско–Лозовской операции отпал сам собой уже в первые дни наступления.