Единственным направлением, на котором еще не проявили себя немецкие резервы, оставалась полоса наступления 1-й танковой армии. Застрявший в первый день операции перед Томаровкой 6-й танковый корпус набрал темп и уверенно шел вперед. Характер продвижения корпуса штаб 1-й танковой армии определил так: «под воздействием авиации противника, не встречая серьезного сопротивления наземных войск его». Помимо ударов с воздуха наступательный порыв сдерживался только необходимостью заправки техники и подтягивания тылов. В первой половине дня 7 августа корпус стоял на месте, заправляя танки и приводя себя в порядок. В 15.00 заревели моторы танков, части двинулись вперед, и уже в 18.00 они ворвались в Богодухов. Сопротивление противника было слабым. Заняв город, одна из бригад продвинулась дальше и оседлала дороги, идущие к нему с юга.
Советские танки Т-34 в наступлении
Катуков в мемуарах писал о захвате Богодухова: «Большого сопротивления противника мы здесь не встретили. Город занимали тыловые части, не ожидавшие столь внезапного появления советских танков, и потому на нашу долю достались богатые трофеи».
Ожидание резервов противника становилось все более нервным. Поздним вечером того же дня, когда был занят Богодухов, Ватутин предупреждал своих командармов: «Разведкой установлено, что противник с юга к району Харькова начал подтягивать до трех тд (предположительно 3 тд, «Райх» и «Мертвая голова»)».
Танковая армия Катукова на тот момент была безусловным лидером наступления войск Воронежского фронта. За пять дней сражения она прошла с боями свыше 100 км и оторвалась от стрелковых соединений на 30–40 км. Большим успехом стало овладение крупным узлом дорог – Богодуховом.
Однако рано или поздно стремительный бег 1-й танковой армии должен был привести к встрече с переброшенными из Донбасса немецкими танковыми дивизиями. 8 августа бригады 3-го механизированного корпуса вышли в район Богодухова. До железной дороги Полтава – Харьков оставались считаные километры. Однако в донесениях бригад зазвучали слова «организованное сопротивление», «огневое упорное сопротивление». Части 3-й механизированной бригады корпуса Кривошеина утром 8 августа были контратакованы мотопехотой с танками. Контратака была отбита, а захваченные пленные оказались из дивизии СС «Райх». Встреча с опасным и сильным противником, которую ждали со дня на день, состоялась. 3-й мехкорпус был не единственным, кто встретился с частями «Райха». Именно в этот момент Катуков ввел в бой 31-й танковый корпус – третий корпус его армии. До этого момента он был в резерве и привлекался для прикрытия флангов. Днем 8 августа 31-й танковый корпус развернулся из-за левого фланга 3-го мехкорпуса и перешел в наступление. Однако советские танки были сразу же встречены контратаками и артиллерийским огнем. Ввод в бой резерва не привел к быстрому рывку вперед. Едва начав наступать, 31-й танковый корпус перешел к обороне.
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 бригады 6-го танкового корпуса атаковали от Богодухова на юг. Вечером им удалось занять Мурафу и Александровку на берегу реки Мерчик. До дороги Полтава – Харьков оставалось рукой подать. Тем временем 9-10 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.