Вечером 9 августа Ватутин писал Катукову: «Имею донесение, что Вы главными силами армии перешли к обороне, имея перед собой потрепанную дивизию «Райх». Это решение считаю абсолютно неправильным». Командующий фронтом приказывал искать слабые места противника, атаковать во фланг и тыл, «окружить и уничтожить». Упрек Ватутина был справедлив лишь частично — к обороне перешла не вся 1-я танковая армия. Во второй половине дня 9 августа две бригацы 6-го танкового корпуса атаковали от Богодухова на юг. Вечером им удалось занять Мурафу и Александрову на берегу реки Мерчик. До дороги Полтава — Харьков оставалось рукой подать. Тем временем 10 августа в район южнее Богодухова прибыла дивизия СС «Мертвая голова», а 10 августа в том же районе к югу от Богодухова появилась дивизия СС «Викинг». Сбор резервов командованием группы армий «Юг» был закончен, настало время для контрудара.
Утром 10 августа Ватутин получил директиву за подписью Сталина, в которой ему предписывалось: «Ставка Верховного Главнокомандования считает необходимым изолировать Харьков путем скорейшего перехвата основных железных дорог и шоссейных путей сообщения в направлении на Полтаву, Красноград, Лозовая и тем самым ускорить освобождение Харькова. Для этой цели 1-й танковой армии Катукова перерезать основные пути в районе Ковяги, Валки, а 5-й танковой армии Ротмистрова, обойдя Харьков с юго-запада, перерезать пути в районе Мерефа». Выведенная в резерв танковая армия Ротмистрова после перегруппировки должна была из-за спины своего более успешного соседа прорваться далеко на юго-восток, к Новой Водолаге. Это привело бы к тому, что в распоряжении немецкого командования осталась только одна линия снабжения войск в Харькове — дорога, идущая точно на юг. Ее должна была перехватить 57-я армия.
Конечно, прибывшие из Донбасса эсэсовские дивизии были не в лучшем состоянии. Они с начала июля почти не вылезали из тяжелых боев, однако все еще представляли собой грозную силу и имели достаточно бронетехники для ведения активных боевых действий. Так, по состоянию на вечер 11 августа в дивизии СС «Рейх» было боеспособных 17 Pz III lg, 26 Pz IV Ig, 8 Pz VI, 20 StuG, в дивизии СС «Мертвая голова» — 9 Pz III Ig, 2 Pz IVkz, 20 Pz IV Ig, 1 Bef.Wg., 7 Pz VI, 16 StuG и в дивизии СС «Викинг» — 2 Pz II, 12 Pz III kz, 12 Pz III Ig, 6 Pz III 7,5, 10 Pz IV Ig, 1 Bef.Wg, 5 StuG. Однако потенциал двух советских танковых армии к началу сражения под Богодуховом также оказался существенно снижен. Дороже всего обошелся прорыв немецкой обороны 5-й гвардейской танковой армии. К 11 августа 1943 г. она насчитывала в строю всего 106 танков (88 Т-34 и 18 Т-70). Потери армии с начала операции составили 254 танка. Из этого числа около половины, 111 машин, было сожжено, т. е. эти танки были потеряны безвозвратно. Остальные были подбиты или подорвались на минах, их еще возможно было ввести в строй. Любопытно, что в числе подбитых немецкой авиацией было 29 танков, каждый пятый танк из числа подбитых.
В намного лучшем состоянии была 1-я танковая армия. К утру 12 августа она насчитывала 268 танков, в том числе 197 Т-34 и 71 легких Т-60 и Т-70. Однако на три корпуса армии этого количества боевых машин было явно недостаточно. Каждый из корпусов оказывался в большом некомплекте. Оперативно подчиненный на тот момент Катукову 5-й гвардейский Сталинградский корпус насчитывал всего 27 Т-34 и 10 Т-70. Тем не менее 1-я гвардейская танковая армия все еще сохраняла значительный потенциал, что сделало ее главным героем намечающегося сражения с немецкими резервами.
Несмотря на большие успехи советского наступления, немцы все еще контролировали железную дорогу Харьков — Полтава. Питающая артерия для немецких войск в районе Харькова оставалась непрерванной. В отчете 1-й танковой армии отмечалось: «Наши войска, будучи в 5–6 км от железной дороги Харьков-Полтава, из-за отсутствия полевой артиллерии не могли воспрепятствовать продвижению эшелонов врага на этой магистрали». В ночь на 11 августа 1-я танковая армия начала осторожно продвигаться вперед. Поначалу удалось перерезать железную дорогу сразу в двух точках. 49-я танковая бригада 3-го механизированного корпуса в 3.00 ночи ворвалась на станцию Ковяги. Эта атака была для немцев совершенно неожиданной. На станции танкистами был сожжен эшелон вместе с паровозом. Не останавливаясь в Ковягах, бригада двинулась дальше, к станции Левандаловка. Здесь советских танкистов ждал первый неприятный сюрприз. Станция была окружена и атакована. В советском отчете этот эпизод был отражен краткой, но многозначительной фразой «В 17.00 связь с частями в районе Левандаловка прервалась». В то же время к Ковягам вышла 1-я гвардейская танковая бригада. 112-я танковая бригада 6-го танкового корпуса к 9.00 утра перерезала железную дорогу на северной окраине Высокополья. Сюда же подтянулась 6-я мотострелковая бригада корпуса.