Ремонтные подразделения армии в ходе подготовки наступления и проведения операции были вынуждены решать беспрецедентную доселе задачу по обеспечению эвакуации, ремонта и ввода в строй техники, разбросанной по маршруту движения армии длиной в несколько сот километров. Инженерно-технический состав удачно использовал прекращение активных боевых действий в период 16–20 января 1943 года За это время бригадными ремонтными подразделениями был отремонтирован 81 танк текущим ремонтом и 42 танка средним ремонтом[89]
, а корпусными и армейскими — по 5 танков средним и текущим ремонтом[90]. Однако, как отмечал впоследствии Рыбалко, «Командование армии и ее инженерно-техническая служба возлагали большие надежды на возможность, освободив Харьков, организовать ремонт танков на базе многочисленных машиностроительных предприятий города — в частности, тракторного и танкового завода № 183, с привлечением местного населения.
Таким образом, на исходных рубежах к началу операции сосредоточилось только 128 танков 3-й танковой армии плюс 37 машин 201-й отбр, т. е. всего 165 штук. Остальные, как доносил штаб армии, «…
Выделенные фронтом 100 танков прибыть к началу операции не успели. Только 2-го и 4-го февраля — когда наступление уже началось — на станции Икорец (около 200 км от исходного рубежа) было выгружено в общей сложности 97 танков Т-34[93]
. Тем не менее к началу операции в полосе своего наступления армия обладала не менее чем двукратным превосходством в танках над противником.К рубежу р. Северский Донец 12-й и 15-й танковые корпуса, практически не соприкасавшиеся с противником, вышли, имея в строю 59 танков. В 179-й отбр, составлявшей резерв командарма и принявшей участие в отражении неприятельского контрудара на направлении Великий Бурлук, их было к 10 февраля 26, а в 201-й отбр — 37.
По мере выхода к внешнему, а затем и внутреннему оборонительному обводу Харькова боевые потери, соединения и части армии столкнулись с мощной обороной противника, насыщенной противотанковыми орудиями, поддерживаемой дивизионной артиллерией и зенитными орудиями, поставленными на прямую наводку. Для ликвидации прорывов немцами использовались мобильные группы танков, усиленные штурмовыми и самоходными противотанковыми орудиями. Местность была подготовлена к обороне в инженерном отношении — мосты взрывались, населенные пункты укреплялись, дороги и ледовые переправы минировались. Все это ограничивало возможность ведения танковыми частями маневренных действий и вынуждало использовать танковые корпуса для непосредственной поддержки стрелковых дивизий при прорыве позиций неприятеля на главном направлении наступления.
Результатом стал резкий рост боевых потерь в танковом парке армии. Так, например, 179-я отбр, находившаяся в резерве командарма и введенная в бой лишь на непосредственных подступах к городу вместе с 62-й гвардейской стрелковой дивизией, вошла в Харьков, имея в строю только 8 боевых машин.
Особо следует отметить действия 201-й отдельной танковой бригады генерал-майора Н.А. Таранова. Будучи приданной 6-му гвардейскому кавалерийскому корпусу, бригада в первые пять дней операции успешно справлялась с задачами авангарда наступающего кавкорпуса, а затем совершила вместе с ним рейд в тыл противника с целью соединения с войсками 40-й армии и окружения вражеской группировки. Когда действия корпуса были обнаружены и локализованы противником, умелое применение личным составом бригады тактики танковых засад и мобильной обороны обеспечили корпусу отражение всех контратак, срыв попытки окружения корпуса и выход на соединение с частями 3-й танковой армии.
Следует подчеркнуть, что все время рейда бригада и корпус находились в полном отрыве от своих тылов и снабжались горючим и боеприпасами по воздуху самолетами-ночниками У-2 из состава 2-й воздушной армии. Примечательно, что бригада имела на вооружении технику не отечественного, а иностранного (американского) производства.