В то время когда войска правого крыла Южного фронта вели тяжелые оборонительные бои, обе ударные группировки Юго-Западного фронта продолжали развивать наступление. В ночь на 17 мая войсками 6-й армии на реке Берестовая были восстановлены три моста. Приготовления к вводу в бой танковых корпусов были также закончены. В 5 часов 17 мая в направлении на Тарановку начал выдвижение 21-й танковый корпус. 23-й танковый корпус закончил переправу через реку Берестовая и в 8 часов перешел в наступление в общем направлении на Новую Водолагу. 17 мая немецкое командование переключило всю авиацию, действующую на красноградском направлении, для обеспечения наступления группы фон Клейста. В результате этого активность немецкой авиации в полосе наступления южной ударной группировки Юго-Западного фронта резко снизилась.

Ломая сопротивление противника, части 21-го танкового корпуса овладели Тарановкой и к исходу дня вышли на рубеж Шурино, Зеленый Уголок. Части 23-го танкового корпуса к этому времени продвинулись в северо-западном направлении на 15 км и перерезали железную дорогу Харьков — Красноград.

Благодаря успешным действиям танковых корпусов все соединения 6-й армии в этот день продвинулись на 6–10 км. На правом фланге армии 253-я стрелковая дивизия с 37-й танковой бригадой вышли непосредственно к городу Змиеву.

Основные усилия армейской группы на протяжении всего дня были по-прежнему направлены на овладение Красноградом. Не сумев ворваться в город на плечах отступающего противника, части 6-го кавалерийского корпуса оказались втянутыми в тяжелые бои за овладение городом. Удаление передовых частей армейской группы от тыловых баз 17 мая достигло 190 км. Органы тыла не справлялись с задачей своевременного снабжения корпуса всем необходимым, прежде всего боеприпасами. В то же время немцы располагали ими в неограниченных количествах, так как Красноград являлся их опорной тыловой базой. Все это заставило командующего группой принять решение прекратить штурм города и начать накопление боеприпасов. А на остальном фронте армейской группы части имели незначительное продвижение.

Боевые действия северной ударной группировки Юго-Западного фронта развивались в течение 17 мая вне зависимости от событий, развернувшихся на юге. Однако с самого начала они протекали с большими отклонениями от решения командующего Юго-Западным фронтом, принятого 16 мая.

В ночь на 17 мая командующий 38-й армией доложил о том, что части левого фланга армии не готовы к наступлению, назначенному на утро 17 мая, и получил разрешение перенести начало наступления на сутки. При этом командующий Юго-Западным фронтом оставил в силе свой приказ о наступлении с утра 17 мая 28-й армии и частей правого фланга 38-й армии.

Командующий 28-й армией не выполнил приказа командующего фронтом и вместо сосредоточения всех усилий своей армии на выполнение ограниченной задачи распылил силы. По его боевому приказу 169-я дивизия должна была наступать по всему фронту в западном направлении, а 244-я дивизия — в юго-западном направлении. Взаимодействия между ними и с 162-й дивизией налажено не было. Никаких средств усиления, на которые указывалось командующим фронтом, 162-я стрелковая дивизия не получила.

Командир 6-й гвардейской танковой бригады был назначен командиром Сводной танковой группы, куда помимо 6-й гвардейской вошли и остатки 57-й и 84-й танковых бригад. Вся группа имела 70 танков. Она должна была наступать не на направлении удара 162-й дивизии, а на стыке 244-й и 162-й дивизий.

Перегруппировка сил повлекла за собой отсрочку начала наступления. Приказом командующего 28-й армией оно было назначено на 7 часов 30 минут 17 мая. Противник упредил 28-ю армию, перейдя в наступление в 6 часов, и войскам этой армии вместо наступления пришлось вести тяжелые оборонительные бои. Главный удар немцы нанесли силами группы «Брайт» (3-я и 23-я танковые дивизии) и 71-й пехотной дивизией из района Веселое в общем направлении на Араповка — Плоское, Муром и вспомогательный удар силами 168-й пехотной дивизии также в направлении на Муром. Кроме того, из района Непокрытой противник начал атаки силами 191-го пехотного полка 71-й пехотной дивизии, усиленного танками.

Наступление немцев против 28-й армии оказалось неожиданным для 244-й стрелковой дивизии. Части этого соединения не смогли устоять против сильного танкового удара противника и начали отход в северо-восточном направлении, открывая тылы своего правого соседа и направление на Муром.

Танки и пехота противника достигли Терновой, деблокировали свой окруженный в этом пункте гарнизон и, снабдив горючим и боеприпасами находившиеся там танки, продолжали развивать удар в восточном направлении. Такой удар вынудил части 38-й дивизии отойти на 2–3 км к востоку от Терновой. Вследствие этого 169-я стрелковая дивизия была вынуждена отойти на 5–8 км к северу и, примкнув к боевым порядкам находящейся во втором эшелоне 5-й гвардейской кавалерийской дивизии, заняла там оборону.

В результате упорного сопротивления 5-й гвардейской кавалерийской дивизии и полка 175-й стрелковой дивизии дальнейшее наступление противника на Муром было остановлено. В то время когда немцы теснили части 169-й и 244-й стрелковых дивизий, 162-я стрелковая дивизия, перейдя в наступление, нанесла удар по флангу немецкой группировки, развивавшей свои действия на Муром. Противник повернул часть танков из района Терновой в тыл 162-й стрелковой дивизии. Однако вся группа танков, понеся большие потери от удара частей танковой группы, наступавшей на Веселое, а также от противотанковой артиллерии 5-й гвардейской кавалерийской дивизии, была вынуждена отступить.

В этих боях удачно действовали танкисты 6-й гвардейской танковой бригады. Так, рота старшего лейтенанта Г. Фокина (три танка KB) уничтожила 11 немецких танков, причем командир роты лично подбил шесть из них.

Бои 17 мая проходили в очень напряженной обстановке, усугублявшейся частыми перерывами проводной и радиосвязи. Так, например, техническая связь командующего армией с 169-й и 244-й стрелковыми дивизиями была потеряна еще утром 17 мая и до исхода дня восстановлена не была.

Неясность обстановки, а также отсутствие необходимой танковой поддержки сказались на темпах наступления 162-й и 13-й гвардейской дивизий. К исходу дня, продвинувшись всего на 2–3 км, они заняли рубеж господствующих высот по западному берегу реки Большая Бабка и остановились.

В ночь на 18 мая части 244-й стрелковой дивизии, понесшие тяжелые потери, были отведены в тыл для приведения в порядок. Участок между 169-й и 162-й стрелковыми дивизиями фактически обороняли только части 5-й гвардейской кавалерийской дивизии.

Наступление немцев против правого фланга ударной группировки 21-й армии силами 168-й пехотной дивизии на Муром успеха не имело и было остановлено частями 293-й дивизии. Однако эта попытка немцев нанести удар по флангу ударной группировки 21-й армии привела к тому, что командующий фронтом решил прекратить дальнейшее наступление силами 21-й армии и отвел ее ударную группировку на рубеж Красная Алексеевка, Пыльная. Наступление противника против правого фланга 38-й армии успеха не имело, и армия продолжала оборонять прежний рубеж по западному берегу реки Большая Бабка.