Несмотря на большие успехи советского наступления, немцы все еще контролировали железную дорогу Харьков-Полтава. Питающая артерия для немецких войск в районе Харькова оставалась непрерванной. В отчете 1-й танковой армии отмечалось: «Наши войска, будучи в 5–6 км от железной дороги Харьков-Полтава, из-за отсутствия полевой артиллерии не могли воспрепятствовать продвижению эшелонов врага на этой магистрали». В ночь на 11 августа 1-я танковая армия начала осторожно продвигаться вперед. Поначалу удалось перерезать железную дорогу сразу в двух точках. 49-я танковая бригада 3-го механизированного корпуса в 3.00 ночи ворвалась на станцию Ковяги. Эта атака была для немцев совершенно неожиданной. На станции танкистами был сожжен эшелон вместе с паровозом. Не останавливаясь в Ковягах, бригада двинулась дальше, к станции Левандаловка. Здесь советских танкистов ждал первый неприятный сюрприз. Станция была окружена и атакована. В советском отчете этот эпизод был отражен краткой, но многозначительной фразой «В 17.00 связь с частями в районе Левандаловка прервалась». В то же время к Ковягам вышла 1-я гвардейская танковая бригада. 112-я танковая бригада 6-го танкового корпуса к 9.00 утра перерезала железную дорогу на северной окраине Высокополья. Сюда же подтянулась 6-я мотострелковая бригада корпуса.

Контратаки немцев против частей 1-й танковой армии начались во второй половине дня 11 августа одновременно на двух сходящихся направлениях. Одна боевая группа из состава танковой дивизии СС «Мертвая голова» перешла в наступление из района Константиновка в общем направлении на Мурафа. Другая боевая группа из состава танковой дивизии СС «Райх» контратаковала из района Старый Мерчик на Шаровку. В результате ожесточенного боя с передовыми частями 1-й танковой армии немцы прорвались к р. Мерчик, выйдя, таким образом, на тылы частей 6-го танкового и 3-го механизированного корпусов, занявших Высокополье и Ковяги. Одновременно Высокополье было атаковано в лоб еще одной боевой группой «Мертвой головы». 112-я танковая бригада потеряла 13 Т-34 и до 50 % своих мотострелков. К утру 12 августа бригада отошла от Высокополья на р. Мерчик, к Шаровке. Также были потеряны Ковяги, по приказу своих командиров 1-я гвардейская и 49-я танковые бригады отошли от железной дороги назад, на направление немецкого контрудара. Угроза прорыва немцев в тыл 1-й танковой армии на Богодухов требовала принятия срочных контрмер. Журавль в небе в лице перехвата основной линии снабжения армейской группы «Кемпф» был без малейших колебаний оставлен. Впереди, в Высокополье, в полной изоляции осталась только мотострелковая бригада 6-го танкового корпуса, мотопехота с противотанковой артиллерией, но без собственных танков.

Командир 6-го танкового корпуса генерал Гетман вспоминал: «Утром 12 августа нами была предпринята попытка силами одного из стрелковых полков 163-й стрелковой дивизии прорваться на помощь отрезанным батальонам. Но это не удалось. Малоуспешными оказались и такого рода действия 200-й танковой бригады. Из 12 танков 1-го батальона, посланных ею по приказу командования корпуса, 8 были подбиты. Прорваться в Высокополье удалось лишь четырем «тридцатьчетверкам». Интересно отметить, что согласно документам 1-й танковой армии эти 8 подбитых танков стали жертвой немецкой противотанковой авиации.

Несмотря на наметившийся кризис, советское командование все еще рассчитывало на реализацию своих планов. Новым игроком на поле должна была стать 5-я гв. танковая армия. Ранним утром 12 августа 18-й и 29-й танковые корпуса армии сосредоточились в районе Хрущевая Никитовка и Кияны. 5-й гв. мехкорпус остался в районе севернее Богодухова — как и в начале сражения, он находился в резерве и должен был развивать успех.

Однако советское наступление в обход Харькова 12 августа не состоялось. Волею судеб армия Ротмистрова оказалась прямо на пути немецкого контрнаступления. В состав III танкового корпуса прибыла дивизия СС «Викинг» что дало возможность перейти от обороны к активным действиям. В 8.00 утра 12 августа танкогренадерские дивизии СС «Райх» и «Мертвая голова» начали наступление в направлении Богодухова. Они быстро сбили с позиций части 5-й гвардейской армии. 97-я гвардейская стрелковая дивизия, как указывали советские документы, «отошла в беспорядке с занимаемого рубежа», ветеран Сталинграда, 13-я гвардейская стрелковая дивизия отошла еще дальше, к Богодухову. Отбросив советскую пехоту, эсэсовцы вошли в соприкосновение с 18-м и 29-м танковыми корпусами 5-й гв. танковой армии. Можно сказать, что она оказалась в нужное время в нужном месте. Если бы советское командование не рокировало армию Ротмистрова под Богодухов, операция «Румянцев» была бы поставлена на грань катастрофы.

13 августа 5-я гвардейская танковая армия была вынуждена обороняться вместе с частями 1-й танковой и 6-й армий. Натиск эсэсовских частей был настолько сильным, что советским танкистам и пехотинцам приходилось отступать. Под ударами полка «Эйке» дивизии СС «Мертвая голова», поддержанными «Тиграми» 503-го батальона, было оставлено селение Хрущевая Никитовка. Его обороняли 18-й танковый корпус (20 Т-34 и 4 Т-70) и 237-я танковая бригада 31-го танкового корпуса соседней 1-й танковой армии. У 237-й бригады было три батареи новых 57-мм противотанковых пушек. Они были способны бороться с «Тиграми». Возможно, именно этими пушками был уничтожен «Тигр», числящийся как потерянный безвозвратно 503-м батальоном 13 августа. Однако немецкие тяжелые танки по-прежнему оставались самым опасным противником. В отчете 1-й танковой армии позднее указывалось: «Основную тяжесть борьбы с противником приняли истребительно-противотанковые полки, т. к. танки противника, не встречая серьезного воздействия на дальних подступах, всей своей мощью обрушивались на боевые порядки ИПТАП[89]. При этом танки T-VI с дистанции 2–2,5 км вели огонь прямой наводкой по нашим танкам и артиллерии, будучи сами недосягаемы для огня наших орудий». Тем не менее прорыва к Богодухову 13 августа не состоялось. На пути наносящих контрудар немецких соединений было слишком много частей и соединений из разных армий двух советских фронтов.

В тот же день, 13 августа, Конев раздраженно писал Ротмистрову: «Войска фронта ведут успешный бой за Харьков. Вы преступно топчетесь на месте». Он требовал от командующего 5-й гв. танковой армией «собрать армию в кулак и решительно, энергично действовать на Новую Водолагу, выполняя мой приказ». Получив категорический приказ наступать, Ротмистров решил задействовать для выполнения этой задачи 5-й гв. мехкорпус (25 Т-34 и 4 Т-70). Два других корпуса армии оставались в обороне. С рассветом 14 августа 5-й гв. мехкорпус должен был переправиться через р. Мерчик и наступать в указанном Коневым направлении. С 4.00 утра корпус начал выдвигаться к переправе и в 6.00 начал ее. Однако в разгар переправы, в 7.30, в штабе армии был получен приказ перейти к обороне. Наступление было отменено.

Что же произошло? Стремительное ухудшение обстановки заставило командующего Степным фронтом пересмотреть свое решение. Буквально через несколько часов после предыдущего приказа наступать на Новую Водолагу Конев приказывал Ротмистрову: «в связи с создавшейся обстановкой на Воронежском фронте армии перейти к обороне, не допустить дальнейшего продвижения противника на Богодухов. Организовать взаимодействие с Жадовым [5-я гв. армия]». Предназначавшийся для наступления мехкорпус стал резервом, «пожарной командой» на случай прорыва противника. Потери 5-й гвардейской танковой армии с 11 по 20 августа составили 63 Т-34 и 22 Т-70.