Пока эсэсовцы пытались разгромить кавалерийский корпус С.В.Соколова южнее Харькова, активизировалось наступление 40-й армии К.С.Москаленко севернее города. 12 февраля в бой вступил 4-й танковый корпус генерала Кравченко. К тому времени он был преобразован в 5-й гвардейский танковый корпус за успехи в боях в районе Сталинграда и под Воронежем. Ввод в бой танкового корпуса значительно ускорил наступление 40-й армии, и уже 13 февраля 340-я стрелковая дивизия вышла в предместья Харькова. «Великая Германия» к тому моменту оборонялась уже строго фронтом на север. Если на востоке правый фланг дивизии смыкался с полком «Дойчланд» дивизии «Дас Райх» в районе деревни Циркуны, то левый фланг висел в воздухе. Находившийся на левом фланге «Великой Германии» ее разведывательный батальон оборонялся в районе Дергачей, в нескольких километрах к северу от Харькова. Сосед справа у батальона просто отсутствовал. Остатки 168-й пехотной дивизии откатывались на запад к Богодухову, и локтевую связь с ними установить не удалось. Как изящно докладывал штаб армейской группы Ланца своему командованию, дивизия «отступала слишком быстро». В обширную брешь между 168-й пехотной дивизией и «Великой Германией» вскоре ворвался корпус Кравченко и быстро достиг района Ольшан к северо-западу от Харькова. Разведывательный батальон «Великой Германии» был сразу же отозван в Харьков с целью подготовки контрудара по Ольшанам. Ослабленный боями разведывательный батальон был единственным резервом, которым располагало немецкое командование к северу от Харькова для парирования продвижения советского танкового корпуса.
Единственной акцией, в какой-то мере прибавившей энтузиазма немецкому командованию, стало деблокирование остатков 320-й пехотной дивизии боевой группой Пайпера (усиленный мотопехотный батальон). В ходе рейда 12–13 февраля, используя просветы в построении советских войск, батальон Пайпера установил связь с дивизией Постеля и вышел из окружения.
Несмотря на выход из окружения, прибывшая совсем недавно на фронт 320-я пехотная дивизия в короткий промежуток времени понесла большие потери. Только с 9 по 14 февраля трофеями 6-й армии стали 15 орудий, 500 подвод, 35 тыс. патронов, 12 тыс. снарядов, 5000 винтовок, 800 автоматов и другое вооружение. Армия Харитонова претендовала на уничтожение 4000 солдат и офицеров противника, одной тысячи автомашин. 298-я пехотная дивизия, для деблокирования которой боевой группы просто не нашлось, была полностью уничтожена и в расположение корпуса Хауссера вышли лишь отдельные мелкие группы избежавших плена и гибели частей дивизии.
6-й кавалерийский корпус снова под ударом. Потерпев неудачу в первой попытке контрудара по обошедшему Харьков кавалерийскому корпусу, Ланц не отказался от мысли нанести ему поражение или хотя бы ликвидировать угрозу обхода правого фланга армейской группы. Разумеется, сильные контрудары не могли не повлиять на действия кавалерии. Продвижение кавалерийского корпуса было остановлено, и он сосредоточился в районе Новой Водолаги. Немцы тем временем собирали силы для продолжения контрнаступления. В ночь с 11 на 12 февраля к Мерефе прибыл 2-й мотоциклетный батальон «Дас Райха». 12 февраля батальон при поддержке танков II батальона танкового полка «Лейбштандарта» попытался захватить Новую Водолагу, но все атаки были отбиты. 13 февраля к атаке присоединился III батальон «Дер Фюрера». Это принесло атакам немцев долгожданный успех, и кавалерийский корпус наконец отступил из района Новой Водолаги и Борки.