Указания командующего Юго-Западным фронтом о продолжении наступления с утра 15 мая получили фактически только 21-я армия и две правофланговые дивизии 28-й армии. Две левофланговые дивизии 28-й армии и вся 38-я армия получили приказ закрепиться на достигнутых рубежах с задачей обеспечения фланга ударной группы.

Войска 21-й армии с утра 15 мая приступили к выполнению своих задач, но, встретив возросшее сопротивление противника, успеха не имели, а оперативная обстановка на северном участке продолжала осложняться.

К 12 часам передовые части 168-й пехотной дивизии немцев, перебрасываемой с севера, начали контратаки в общем направлении на Муром. Одновременно перешла в наступление боевая группа «Брайт», два полка 71-й пехотной дивизии и полк 44-й пехотной дивизии. Пехота противника при поддержке 80 танков продвинулась на 3–5 км к востоку от н/п Петровское. Одновременно группа в составе полка пехоты и 40 танков атаковала из района Непокрытой в стык 28-й и 38-й армий и стала продвигаться в северо-восточном направлении на Перемога, Терновая, стремясь соединиться с гарнизоном, окруженным нашими войсками в Терновой.

Также германское руководство активизировало действия своих частей перед фронтом соединений правого фланга 38-й армии и, в частности, против 226-й и 124-й стрелковых дивизий. До двух батальонов пехоты с танками пытались южнее Песчаного форсировать реку Большая Бабка.

Передвижения наземных войск противник обеспечивал ударами авиации, которая за сутки в полосе фронта произвела 532 самолето-вылета. Большая их часть пришлась на полосу наступления северной ударной группы фронта. Авиация Юго-Западного фронта также проявляла большую активность. Стремясь прикрыть свои войска, вернуть себе господство в воздухе и выполнить задачу разгрома танковой группировки противника, она за сутки произвела 341 самолето-вылет. В 25 воздушных боях было сбито 29 неприятельских самолетов.

Понеся большие потери, враг к исходу дня вынужден был прекратить контратаки, не достигнув своих целей. Положение войск 38-й армии оставалось прежним. Наибольшего напряжения 15 мая достигли бои в полосе 28-й армии, где для ликвидации прорвавшегося врага были направлены все тактические резервы.

Продвижение танковой группы немцев, контратаковавшей из района Непокрытой в стык между 28-й и 38-й армиями, было остановлено на рубеже Красный, Драгуновка. Однако на участке левофланговых 244-й и 13-й гвардейской дивизий 28-й армии положение оставалось напряженным. Один полк 244-й дивизии отошел на 10 км к северо-востоку и смог закрепиться только в районе 2–3 км юго-западнее Терновой; второй полк оставил Веселое и закрепился севернее этого населенного пункта, третий полк остался в окружении юго-западнее н/п Веселое. Бои были очень тяжелые. В этот день 1-ю батарею 776 ап 244 сд атаковали 32 вражеских танка. Отражением атаки руководил командир взвода лейтенант Кваша. После ожесточенного боя атака была отбита, причем наводчик третьего орудия младший сержант Ищенко подбил 5 танков. Через 20–30 минут противник вторично атаковал батарею. Одновременно позиции артиллеристов подверглись бомбардировке и пулеметному обстрелу с воздуха. Однако артиллеристы продолжали неравную борьбу до тех пор, пока не вышли из строя все орудия. В этом бою они уничтожили 17 вражеских танков. В ночь на 16 мая 244-я дивизия остатками своих частей закрепилась на рубеже высот севернее, северо-восточнее и восточнее Веселого.

Отход левого фланга 28-й армии сказался на результатах наступления соединений ее правого фланга. Несмотря на слабое сопротивление противника, 175-я и 169-я стрелковые дивизии продвинулись на запад только на 5 км, вышли к реке Липец и здесь наступление прекратили.

Командующий Юго-Западным фронтом 15 мая потребовал от командиров соединений северной ударной группировки в кратчайший срок разгромить прорвавшиеся танки и пехоту противника в районе их действий.

По приказу командующего фронтом 21-я армия должна была 16 мая выполнять поставленные ранее задачи. 28-я армия получила задачу своим правым флангом закрепиться на достигнутых рубежах, а соединениями левого фланга (244-й и 13-й гвардейской дивизиям) разгромить противника, вклинившегося в стык между ними, и восстановить положение.

Для усиления левого фланга армии командующему 28-й армией была возвращена из 38-й армии 162-я стрелковая дивизия с задачей занять оборону на участке Перемога, Гордиенко. 38-я стрелковая дивизия КА должна была продолжать бои по уничтожению немецкого гарнизона в Терновой и одним полком оборонять подступы к Терновой с юга. Подвижная группа 28-й армии (3-й гвардейский кавалерийский корпус) должна была к утру 16 мая передвинуться на 10–12 км и сосредоточиться за смежными флангами 21-й и 28-й армий. 38-я армия получила задачу прочно оборонять занимаемые ею рубежи.

Немецкое командование в течение дня 15 мая и ночью на 16 мая продолжало сосредоточивать и развертывать части 168-й пехотной дивизии перед фронтом ударной группы 21-й армии. Кроме того, в течение ночи на 16 мая противник снял с фронта 38-й армии и сосредоточил в районе Веселое, Петровское до 50 танков с пехотой.

16 мая, при попытках 21-й армии продолжить наступление, противник оказал сильное сопротивление, предприняв несколько контратак, которые были отбиты. На левом фланге армии командир 227-й стрелковой дивизии в результате действий передовых отрядов установил, что противник отвел главные силы на рубеж реки Харьков. Используя отход противника, эта дивизия и соседняя с ней 175-я стрелковая дивизия 28-й армии продвинулись частью сил на западный берег реки Липец.

Днем 16 мая противник несколько раз атаковал фронт 28-й армии в районе Терновой небольшими группами танков при поддержке пехоты, но сосредоточенным огнем артиллерии и ударами авиации был отбит. Планировавшееся наступление 244-й и 13-й гвардейской стрелковых дивизий осуществлено не было вследствие их неподготовленности.

Перед войсками северной группы фронта на 17 мая стояла прежняя задача — разгромить вклинившуюся немецкую танковую группировку. Главную роль в разгроме группировки, по решению командующего Юго-Западным фронтом, предстояло выполнить 28-й армии.

В своем боевом приказе № 00317 от 16 мая командующий Юго-Западным фронтом поставил перед войсками 28-й армии задачу — сосредоточенным ударом трех дивизий левого фланга армии (244, 162-й и 13-й гвардейской), используя выгодную конфигурацию фронта, разгромить вклинившуюся здесь группировку противника, а потом продолжать общее наступление всей армией, наращивая удар силами прибывающих из района Купянска 277-й стрелковой дивизии и 58-й танковой бригады.

Главная роль в этом наступлении отводилась 162-й стрелковой дивизии. Ее командиру подчинялись 6-я гвардейская танковая бригада, один полк 244-й дивизии и один полк из 38-й дивизии.

Одновременно с утра 17 мая должна была перейти в наступление вся 38-я армия, нанося главный удар своим левым флангом по чугуевской группировке противника. Вспомогательный удар должен был наноситься правым флангом армии с общей задачей овладеть к исходу дня опорными пунктами немцев в н/п Непокрытая, Песчаное и Большая Бабка.

В обстановке, сложившейся к исходу 16 мая, когда оборона чугуевского выступа была ослаблена противником и на 60-километровом фронте перед 199-й и 304-й стрелковыми дивизиями оставалось до 10 батальонов немцев, это наступление имело неплохие перспективы. Враг не имел здесь танковых частей, а 38-я армия располагала свежей 114-й танковой бригадой, прибывшей в район 199-й стрелковой дивизии из резерва Ставки Верховного Главнокомандования. Успех наступления мог быть развит 313-й стрелковой дивизией, находившейся на Чугуевском направлении во фронтовом резерве.