Успешно наступали и левофланговые армии Воронежского фронта на Харьковском направлении. Части 60-й армии, преодолев с боями почти 50 км, 10 февраля освободили г. Волчанок и вышли на Северский Донец. Одновременно на Харьков наступали войска 3-й танковой армии. 5 февраля советские танкисты достигли района г. Чугуева. Гитлеровское командование перебросило туда эсэсовскую танковую дивизию «Адольф Гитлер» и часть танковой дивизии СС «Райх». Разрушив переправы через Северский Донец, противник создал на правом берегу реки сильную оборону. Однако 6-й гвардейский кавалерийский корпус генерала С. В. Соколова и 201-я танковая бригада полковника И. А. Таранова по глубокому снегу, в сильный мороз форсировали но льду Северский Донец и 8 февраля, перерезав железную дорогу и шоссе Харьков — Лозовая, подошли к Мерефе, завершив таким образом обход Харькова с юга. С севера наступала 40-я армия. Опасаясь окружения в районе Чугуева, гитлеровские войска вынуждены были отходить от Северского Донца на Харьков. Войска 69-й и 3-й танковых армий, преследуя противника, приблизились к внешней полосе обороны Харькова. К этому рубежу пробились также 40-я и 60-я армии.
В боях на украинской земле бессмертной славой покрыли себя сыны многих братских советских народов. 14 февраля, сражаясь за Харьков, 227-й полк 183-й стрелковой дивизии под командованием майора Э. Б. Ахсарова отразил три сильные танковые атаки гитлеровцев. В бою с фашистской мотопехотой отважный сын осетинского народа уничтожил десять эсэсовцев и пал смертью храбрых. Ему посмертно присвоено звание Героя Советского Союза. Впоследствии именем Ахсарова была названа одна из харьковских улиц.
Утром 15 февраля начался штурм вражеской обороны на подступах к Харькову. В ночь на 16 февраля бои уже шли на улицах города. В тот же день этот самый крупный перед войной промышленный центр страны был возвращен Родине. Войска Воронежского фронта продолжали наступать на запад и к 4 марта вышли на рубеж Сумы — Лебедин — Ахтырка — Опошня.
29 января боевые действия против донбасской группировки врага развернул Юго-Западный фронт. 6 февраля 6-я армия освободила Балаклею, 11 — Лозовую, 14 — Ворошиловград, крупный индустриальный центр Украины. Когда войска правого крыла фронта, продолжая наступление, приближались к Павлограду, подпольщики города в ночь на 16 февраля подняли вооруженное восстание и разгромили вражеский гарнизон. 17 февраля в Павлоград вступили части 4-го гвардейского стрелкового корпуса.
В середине февраля войска Юго-Западного фронта вышли на рубеж Змиев — Красноград — Красноармейск — Славянск — Ворошиловград. Войска Южного фронта, включившись в Донбасскую операцию, по льду форсировали Дон и 12 февраля штурмом овладели г. Шахты, 14 февраля они освободили Ростов и Новочеркасск, а 17 февраля вышли на рубеж р. Миус, где встретили ожесточенное сопротивление противника, заблаговременно создавшего здесь укрепленные позиции. Фронт стабилизировался до осени 1943 г.
Ко дню своей 25-й годовщины Красная Армия продвинулась с боями от Волги почти до берегов Днепра. Фашистским войскам были нанесены тяжелые поражения. Значительная часть территории нашей Родины, в том числе восточные районы Украины, были освобождены от вражеской оккупации.
В ходе боевых действий соотношение сил на южном крыле советско-германского фронта стало изменяться в пользу противника. Учитывая значение промышленных и сельскохозяйственных районов Украины, гитлеровское командование стремилось выправить свое положение с помощью сильного контрудара. По приказу Гитлера войска, действовавшие в восточных областях Украины, были объединены под командованием фельдмаршала Э. Манштейна в группу армий, которая стала носить старое название «Юг». Перед ней ставилась задача разгромить войска Юго-Западного фронта, отбросить их за Северский Донец, снова овладеть Харьковом, выйти во фланг и тыл Воронежскому фронту и развить наступление на Курск. Южнее Харькова противник сосредоточил семь танковых, одну моторизованную и три пехотные дивизии. Всего в составе группы армий «Юг» фашистское командование сумело сосредоточить 30 дивизий, в том числе 13 танковых и моторизованных. С другой стороны, значительные потери в почти непрерывных боях обескровили советские войска. В ходе длительного наступления тылы далеко отстали от войск, их резервы исчерпались.
19 февраля, обеспечив крупный перевес сил, гитлеровцы начали контрнаступление. Танковый корпус СС наносил удар из района Краснограда по правому флангу 3-й армии. Встречный удар наносил 40-й танковый корпус из района Красноармейска по флангу 6-й советской армии, где действовала подвижная группа фронта, к тому времени имевшая всего 13 тыс. человек и 53 танка.
Положение 6-й армии ухудшалось с каждым днем. Правофланговые дивизии под натиском противника стали отходить. Против советских 4-го и 11-го танковых корпусов, у которых оставалось по 15–20 танков, противник бросил 200 боевых машин. 21 февраля фронт 6-й армии был прорван. Закрыть широкую брешь было нечем. 22 февраля в контрнаступление включился 48-й вражеский танковый корпус. Он также наносил удар из района западнее Красноармейска навстречу танковому корпусу СС. На следующий день они соединились в районе Павлограда и двинулись на Лозовую и Харьков. Обессиленные в боях, советские части не могли отразить удар.
25 февраля войска правого крыла Воронежского фронта начали отход к Северскому Донцу. Противник сосредоточил основные силы против левого крыла фронта, стремясь захватить Харьков. На этом направлении разгорелись наиболее ожесточенные бои. Фашистское командование наращивало силы пехотными дивизиями, переброшенными из Франции. В результате перевес врага в людях составил 2:1; в артиллерии — 2,6: 1, в танках — 11,4: 1.
Главный удар гитлеровцы направили против 3-й танковой армии генерала П. С. Рыбалко, оборонявшей подступы к Харькову с юга. Армия понесла тяжелейшие потери в предыдущих боях. В мотострелковых батальонах она имела по 16–20 бойцов, а в двух танковых бригадах — 12 танков. Все же здесь врагу не удалось прорваться к Харькову. Бойцы не дрогнули перед превосходящими силами противника.
Бессмертный подвиг совершил в этих боях взвод лейтенанта П. Н. Широнина 25-й гвардейской стрелковой дивизии генерала П. М. Шафаренко. Взвод прикрывал ст. Тарановку и занял оборону на пересечении дороги с железнодорожным путем. Не взяв пересечения, вражеские танки и бронепоезда не могли двигаться далее на Харьков. 5 суток широнинцы отражали яростные танковые атаки. Они уничтожили 30 немецких танков, самоходок и бронемашин. Из 25 солдат взвода двадцать погибли в боях, остальные получили ранения, но врага не пропустили. За этот подвиг командир и весь его взвод были удостоены звания Героя Советского Союза. После войны Тарановка стала «Станцией имени 25 героев-широнинцев».
6 марта гитлеровское командование нанесло удар в стык между 3-й танковой и 69-й армиями. Между селами Соколово и Мерефа вместе с советскими воинами сражался 1-й Отдельный чехословацкий батальон полковника Людвика Свободы. То была первая иностранная воинская часть, принявшая участие в борьбе с гитлеровцами на советско-германском фронте. 8 марта фашисты бросили на позиции чехословацкого батальона до двух полков пехоты, 60 танков, 10 самоходок. Главный удар пришелся на роту надпоручика (старшего лейтенанта) Отакара Яроша. Враг применил огнеметы. «Жестокий бой продолжался и ночью, — вспоминал впоследствии генерал Л. Свобода. — 19 танков, шесть бронетранспортеров и более 300 трупов оставили гитлеровцы на поле боя. Наши потери составляли 86 убитых и 56 раненых».
Героизм чехословацких воинов в бою под с. Соколово был высоко оценен Советским правительством. Надпоручику О. Ярошу посмертно присвоено звание Героя Советского Союза, 84 воина награждены орденами и медалями.
9 марта гитлеровцам удалось прорвать фронт на стыке 3-й танковой и 69-й армий. В обороне наших войск образовался 45-километровый разрыв. Врагу казалось, что путь на Харьков свободен. Но прошла еще неделя, прежде чем фашистам удалось захватить город. Целые сутки с 15.00 15 марта до 15.00 16 марта подступы к огромной площади им. Ф. Э. Дзержинского в центре города удерживала батарея противотанковых орудий старшего лейтенанта В. С. Петрова, впоследствии дважды Героя Советского Союза.