Как показал ход боевых действий, это была ловко подстроенная ловушка. 20 мая на рассвете 28-я армия возобновила наступление. 21-я армия, не получив указаний о наступлении, приводила себя в порядок, в ротах шла замена зимнего обмундирования на летнее. Наступление соединений 28-й армии вначале шло успешно. С выходом же в район Нескучное они были остановлены мощным огнём артиллерии и танков 23-й танковой дивизии. С воздуха на них обрушились удары авиации. В 12 часов противник нанёс контрудар по правофланговым соединениям армии, которые стали отходить в восточном направлении, оголяя, тем самым, тылы 21-й армии. К исходу 20 мая все соединения смежных флангов 21-й и 28-й армий с большими потерями отошли на 10 — 15 км. Вражеское командование, приостановив наступление, с 21 мая начало выводить из боя 3-ю и 23-ю танковые дивизии для последующей их переброски в район северо-западнее Балаклеи. Так 20 мая закончилось наступление и северной группировки Юго-западного фронта.
Таким образом, наступление на Харьков потерпело полный провал. Важнейшей причиной этого явилось то, что наступление Юго-Западного фронта оказалось изолированным, не обеспеченным активными действиями соседних фронтов. Это позволило противнику перебрасывать на харьковское направление силы с других участков. Крупные просчёты были допущены в оценке сил и намерений врага. Его группировка к началу операции оказалась значительно мощнее, чем предполагало командование Юго-Западного направления. Не могло оно вскрыть и план немецкого командования по ликвидации Барвенковского плацдарма. Да и в ходе наступления разведка часто несвоевременно вскрывала выдвижение резервов, перегруппировки войск, в результате чего контрудары противника, оказывались, как правило, неожиданными.
Военный совет и штаб фронта во многих случаях действовали непрофессионально. В частности, ударные группировки не только своевременно не усиливались, но даже ослаблялись, и вместо стремительного и глубокого проникновения в оборону противника войска медленно прогрызали один оборонительный рубеж за другим, позволяя вражескому командованию маневрировать резервами и усиливать оборону своих войск. В самом начале операции противнику удалось навязать свою волю командованию фронта. Посчитав удар северной группировки наиболее опасным40, вражеское командование бросило против неё по существу все имевшиеся в его распоряжении танки и авиацию. Вместо того, чтобы воспользоваться этим и прорваться к Харькову с юга, командующий войсками фронта стал усиливать северную ударную группировку за счёт южной.
Не позволили успешно завершить наступление крупные недостатки в управлении войсками. Они проявлялись главным образом в низкой исполнительской дисциплине подчинённых войск и штабов. Недостаточно чётко работал также тыл, в результате ряд соединений остался без боеприпасов. На действиях соединений сказались плохая их сколоченность и недостаток боевого опыта, В силу этого, наступление в глубине обороны противника нередко разбивалось на отдельные слабо согласованные друг с другом бои частей и подразделений. Взаимодействие пехоты с танками, артиллерией и особенно с авиацией часто нарушалось.
3. Оборонительные действия и отход советских войск за р. Оскол
В то время как советские войска вели наступление, противник завершал подготовку операции «Фридерикус-I». Замысел вражеского командования состоял в том, чтобы, обороняясь ограниченными силами на ворошиловградском и ростовском направлениях, нанести два удара по сходящимся направлениям: Андреевка, Барвенково и Славянок, Долгенькая. В последующем развить его в общем направлении на Изюм, В ходе наступления предусматривало рассечь 9-ю армию, окружить и уничтожить её войска восточнее Барвенково, в дальнейшем выйти к р. Северский Донец, форсировать её на участке Изюм, Петровская и, развивая наступление в общем направлении на Балаклею, соединиться с оборонявшимися на Чугуевском плацдарме частями 6-й армий и завершить окружение всей Барвенковской группировки Юго-западного направления41. К проведению операции немецкое командование привлекло главные силы 3-го моторизованного корпуса, 44-й армейский корпус, часть сил 52-го армейского корпуса. На направлении главного удара (Андреевка, Барвенково) вражеские войска имели 1,7-кратное превосходство в пехотных батальонах, 3,8-кратное — в орудиях и миномётах и 6,5-кратное — в танках42.
В 5 часов 3O минут 17 мая после полуторачасовой артиллерийской подготовки ударные группировки противника при поддержке 400 самолётов перешли в наступление. К 8 часам они продвинулись в направлении Барвенково на 6 — 10 км и в направлений Долгенькая на 4 — 6 км. Вражеская авиация разрушила вспомогательный пункт управления и узел связи 9-й армии в Долгенькой. К 13 часам командующий армией вместе со штабом переместился на основной командный пункт, а оттуда — на левый берег Северского Донца. Последнее перемещение было сделано без ведома командующего войсками Южного фронта43. Командование 9-й армии полностью потеряло связь с войсками. Штаб Южного фронта не имел проводной связи ни с 57-й, ни с 9-й армиями. Командованию Юго-Западного направления о событиях в полосе Южного фронта стало известно только к исходу дня44.
Вражеские соединения, преодолевая сопротивление разрозненных частей, вышли на подступы к Барвенково. Здесь противник был задержан упорной обороной 106-й, 333-й стрелковых и 34-й кавалерийской дивизий. В боях под городом героически действовала 8-я рота 442-го стрелкового полка 106-й стрелковой дивизии под командованием лейтенанта Минаевского. Огнём противотанковых ружей и двух 45-мм орудий она вывела из строя 8 вражеских танков45. К 17 часам противнику всё же удалось овладеть Барвенково, исключая его северо-западную часть.
Чтобы ликвидировать прорывы противника и восстановить положение, командующий войсками Южного фронта решил усилить 9-ю армию 5-м кавалерийским корпусом, 296-й стрелковой дивизией и 3-й танковой бригадой. Маршал С.К.Тимошенко, в свою очередь, передал Южному фронту 2-й кавалерийский корпус, 343-ю стрелковую дивизию, отдельный танковый батальон и батальон противотанковых ружей, а также 80 танков. Главком направления, полагая, что сил выделено достаточно, приказал разгромить противостоящего противника и восстановит положение. Однако приказ этот остался невыполненным, так как связь со штабом 9-й армии была восстановлена лишь к 24 часам 18 мая, а к этому времени 5-й кавалерийский корпус оказался уже связан боем46.
Продолжая активные действия против Барвенковской группировки советских войск, противник к 10 часам 18 мая овладел южной частью г. Изюм47. 343-я стрелковая дивизия в район Изюма выйти не успела. Не сумев форсировать с ходу р. Сев. Донец, гитлеровцы резко изменили направление наступления и стали продвигаться вдоль правого берега реки, отбрасывая основные силы 9-й армии на левый берег. Обстановка продолжала обостряться. Приказ Главкома нанести контрудар по прорвавшемуся в район Барвенково противнику силами 2 и 5-го кавалерийских корпусов и 14-й гвардейской стрелковой дивизий не был выполнен, так как не представлялось возможным создать этими силами контрударную группировку.
Опасность со стороны армейской группы «Клейст» час от часу нарастала. Однако до второй половины 19 мая С.К.Тимошенко считал возможным решать одновременно две задачи: продолжать наступление на Харьков и вести ликвидацию прорвавшегося в район Барвенково противника. Военный совет и в первую очередь Маршал Советского Союза С.К.Тимошенко не проявляли большого беспокойства по поводу наступления противника на южном фасе Барвенковского выступа. Более того, когда временно исполнявший обязанности начальника Генерального штаба генерал-полковник А.М.Василевский 17 и 18 мая предлагал Верховному Главнокомандующему прекратить наступление Юго-Западного фронта и направить все силы на разгром группы Клейста», С.К.Тимошенко смог убедить И.В.Сталина в том, что опасность со стороны краматорской группировки врага сильно преувеличена и нет основания прекращать наступление48.
И только во второй половине 19 мая Тимошенко принял запаздалое, как оказалось, решение остановить наступление 6-й армии, частью её сил закрепиться на достигнутых рубежах, а основную группировку вывести из боя и концентрическими ударами 6, 57 и 9-й армий разгромить прорвавшуюся группировку врага. В 19 часов 19 мая в ходе переговоров с генералом А.М.Василевским маршал С.К.Тимошенко сообщил: «Мы решили, не оттягивал времени, взять для удара с целью разгрома группировки противника, распространившейся на Изюм, всё, что только можно, исходя из наших соображений»49. Конкретные задачи войскам были определены в боевом приказе, отданном войскам в 19 часов 30 минут 19 мая. Вновь созданная армейская группа генерал-лейтенанта Ф.Я.Костенко50 должна была перейти к обороне, а передовыми отрядами овладеть районом Змиев и захватить переправы через Северский Донец у Черемошное. Она должна была обеспечить с запада наступление 6-й и 57-й армий.
6-й армии51 предстояло, удерживая переправы на р. Берека и южный берег Северского Донца, скрытно развернуть к утру 21 мая на рубеже Бол. Андреевка, Петровская главные силы армии, нанести ими контрудар севернее Барвенково и, наступая в восточном направлении», во взаимодействии с 57-й армиейразгромить группировку противника. 57-я армия должна была частью сил прикрыться с запада, а тремя стрелковыми дивизиями и 2-м кавалерийским корпусом нанести удар по флангу прорвавшейся группировки в обход Барвенково с юга. Армия переподчинялась Юго-Западному фронту. 9-я армия получила задачу наступать из района Студёнок в западном направлении.