В течение ночи все части «Дас Райха» собрались в Перещепино. До Ново-Московска оставалось менее 40 километров. «Блицкриг» не терпит промедления, и уже в 5.00 утра 20 февраля наступление продолжилось, и уже в 14.00 был установлен контакт с 86-м пехотным полком 15-й пехотной дивизии северо-западнее Ново-Московска.

Глубокий обход 15-го стрелкового корпуса не обескуражил командование 6-й армии. В 1943 г. контрудары во фланг перестали вызывать шоковое состояние у советских командармов. Харитонов решил парировать его своими силами, одновременно продолжая выполнение основной задачи армии. Парировать фланговое вклинение должны были 106-я стрелковая бригада и 6-я стрелковая дивизия, т. е. атаковать Перещепино, первая — с запада, а вторая — с востока. Охваченная с тыла 267-я стрелковая дивизия вместе с 16-й танковой бригадой должны были атаковать Ново-Московск с запада. Аналогичную задачу должен был решить 4-й гвардейский стрелковый корпус. Он должен был продолжить выполнение задачи овладения Ново-Московском. 25-й танковый корпус получил задачу прорваться к Запорожью и захватить мосты через Днепр. 1-й гвардейский танковый корпус должен был к исходу 21 февраля овладеть Синельниково. Советские командующие уже выучили старую истину: победа в маневренной войне достается стороне с самыми крепкими нервами и до последнего момента висит на волоске. Никакие охваты и обходы не могут априори считаться окончательным выигрышем. Окружающий может завтра сам оказаться в окружении.

В течение 20 февраля эсэсовцы «Дас Райха» отбивали многочисленные атаки на Перещепино и Ново-Московск, сами часто переходили в контратаки. Эффективную поддержку в отражении атак соединений 6-й армии оказали пикирующие бомбардировщики. К вечеру 20 февраля эсэсовцы контролировали всю местность вокруг Ново-Московска. Следующей задачей «Дас Райха» стала железная дорога между Ново-Московском и Синельниково. Она должна была быть возвращена для использования в качестве коммуникации снабжения. Части «Тотенкопфа» все еще двигались по дороге из Краснограда в Перещепино, и «Дас Райх» вновь должен был действовать в одиночку. Потери в ходе 75-километрового марша из Краснограда оценивались как умеренные. В танковом полку числились боеспособными двадцать семь Pz.III восемь Pz.IV и три командирских танка.

Немецкое наступление постепенно набирало обороты. Основные силы «Тотенкопфа» (исключая задействованный в создании заслона к западу от Харькова полк «Туле») сосредоточились в Краснограде 20 февраля. Не дожидаясь подхода частей «Тотенкопфа», лидирующая в немецком наступлении дивизия «Дас Райх» ночью 21 февраля начала наступление в направлении Павлограда. Немцам удалось прорваться через боевые порядки 101-го гвардейского стрелкового полка 35-й гвардейской стрелковой дивизии и уже к 10.00 выйти к Павлограду. Три волны пикирующих бомбардировщиков обрушились на город. Затем на окутанные дымом позиции двинулись гренадеры при поддержке подтянувшихся танков дивизии «Дас Райх». К 16.00 вся южная часть города была в руках наступающих. К утру 22 февраля полк «Дер Фюрер» установил контроль над большей частью Павлограда.

К 21 февраля командующий 6-й армией Харитонов уже начал оценивать положение как серьезное и направил 1-й гвардейский танковый корпус на «уничтожение прорвавшегося противника в Павлоград». Однако остальные соединения 6-й армии должны были наступать. 25-й танковый корпус по-прежнему нацеливался на Запорожье.

Несмотря на все трудности продвижения «Тотенкопфа» по пятам «Дас Райха», постепенное прибытие частей дивизии Эйке позволило высвободить занимавшиеся прикрытием фланга наступления части. Тем самым наметилось смыкание «клещей» корпуса Хауссера и 4-й танковой армии за спиной вышедших к Днепру частей 6-й армии Юго-Западного фронта. После вывода с позиций на фланге дивизии полк «Дойчланд» был задействован для атаки на Синельниково. Уже к 14.30 22 февраля им был установлен контакт с частями 15-й пехотной дивизии в Синельниково. Выходом к Синельниково II танковый корпус СС окончательно ликвидировал угрозу переправам на Днепре и завершал окружение вырвавшегося вперед 4-го гвардейского корпуса 6-й армии М.Ф.Харитонова. Помогали им в этом дивизии XXXXVIII танкового корпуса 4-й танковой армии. Успеху соединений корпуса способствовал тот факт, что 1-я гвардейская армия была задержана борьбой за Красноармейское и Славянск. Вследствие этого прикрытие разрыва между вырвавшимися вперед соединениями 6-й армии было довольно слабым. Собственно на фланге 6-й армии была недавно ей переданная 244-я стрелковая дивизия, занимавшая позиции по реке Самара к востоку от Павлограда. 44-я и 58-я гвардейские, 195-я стрелковая дивизия находились на марше в район Павлограда. Все это позволило XXXXVIII танковому корпусу безнаказанно выйти на тылы 6-й армии. Наступавшая на правом (восточном) фланге корпуса 17-я танковая дивизия к 23 февраля вышла на реку Самара и захватила плацдарм в районе Петропавловки. Вторая дивизия того же корпуса — 6-я танковая — вышла к Самаре, форсировала ее и заняла город Богуслав менее чем в 10 километрах от Павлограда. Одновременно в течение 22–23 февраля последний, 3-й танко-гренадерский полк дивизии «Тотенкопф» сосредоточился в Красноармейском. Теперь все три немецкие танко-гренадерские дивизии СС были готовы в полном составе принять участие в сражении за Харьков.

Осознав опасность развивающегося нарастающим темпом немецкого наступления, командование обоих фронтов начало принимать срочные меры для выхода из кризиса в полосе 6-й армии. К контрудару был привлечен сосед 6-й армии с севера — 3-я танковая армия Воронежского фронта. 23 февраля 3-я танковая армия передавала полосу своего наступления 69-й армии, а сама разворачивалась на юго-запад и сосредоточивалась для контрудара во фланг наступающему II танковому корпусу СС. Войска армии нацеливались на Кардовку и Красноград, то есть в основание устремившегося на юг танкового клина немецкого контрнаступления. Соединения 3-й танковой армии получили боевые задачи в период 5.40—6.50 23 февраля.

Первым развернулся на новое направление наступления армии 15-й танковый корпус, который с утра 24 февраля сосредоточился в Мерефе. После упорных боев с частями 320-й пехотной дивизии 15-й танковый корпус и 111-я стрелковая дивизия к 2.30 25 февраля захватили северную и северо-западную окраины города. К 12.00 25 февраля Новая Водолага была захвачена полностью. С целью парирования прорыва «Лейбштандарта» на Кегичевку 24 февраля приказанием Ставки ВГК была создана так называемая «южная группа» под командованием командира 6-го гвардейского кавалерийского корпуса генерал-майора С.В.Соколова. В состав группы вошли: 6-й кавалерийский корпус (с 11-й гв. кд в резерве), 184, 219-я и 350-я стрелковые дивизии, 201-я отдельная танковая бригада. Однако решительных результатов в атаках на «Лейбштандарт» кавалеристы и пехотинцы группы С.В.Соколова не добились. К 27 февраля соединения группы Соколова сосредоточились на рубеже к северу от Кегичевки.

Прибытие 167-й пехотной дивизии позволило немцам уплотнить боевые порядки войск западнее и юго-западнее Харькова. К 26 февраля армейская группа «Кемпф» занимала следующее положение. В долине реки Ворскла оборонялись остатки 168-й пехотной дивизии. Собственно 167-я пехотная дивизия занимала 30-километровый фронт севернее железной дороги Люботин — Полтава. Примыкая левым флангом к 167-й пехотной дивизии, а правым — к 320-й пехотной дивизии, оборонялся полк «Туле» 3-й танко-гренадерской дивизии СС «Тотенкопф». 320-я пехотная дивизия занимала 20-километровый фронт до Староверовки. Южнее на 30-километровом фронте прикрывали подход к Краснограду дивизии «Лейбштандарт».