Теперь основной удар немцев был направлен на Харьков. 26 февраля дивизия СС «Рейх» взяла Лозовую. 28 февраля танковый корпус СС окружил в районе Кегичевка – Красноград – река Берестовая 6-й гвардейский кавалерийский, 12-й и 15-й танковые корпуса, 111, 184, 219-ю стрелковые дивизии из состава 3-й танковой армии. С большими потерями, потеряв почти все танки, им удалось прорваться в районе Тарановки. Остатки армии оказались небоеспособными, их пришлось отвести в тыл. Дивизии СС «Рейх» и «Лейбштандарт» 4 марта попытались прорваться к Харькову с юго-востока, но были остановлены упорным сопротивлением 25-й гвардейской стрелковой дивизии у Тарановки. Тогда Манштейн перенацелил «Лейбштандарт» и только что прибывшую дивизию СС «Мертвая голова» в стык между 3-й танковой и 69-й армиями. 10 марта в Харьков ворвались части дивизии «Рейх». Дивизия же «Тотенкопф» обошла Харьков с севера и захватила Чугуев. Составлявшие харьковский гарнизон 62-я гвардейская, 19-я и 303-я стрелковые дивизии, 17-я стрелковая бригада НКВД, 86-я и 179-я отдельные танковые бригады 69-й армии оказались в окружении. Также в районе Богодухова попали в окружение три стрелковые дивизии 40-й армии, переданные на усиление 69-й армии. Лишь немногим из окруженных в Харькове удалось 15 марта вырваться к своим. 18 марта дивизией «Лейбштандарт» был захвачен Белгород. 69-я армия отошла на восточный берег Северского Донца. Для того чтобы предотвратить дальнейшее продвижение немцев на Воронежский и Юго-Западный фронт, пришлось спешно перебрасывать резервы Ставки: два танковых корпуса, 1-ю танковую, 21-ю и 64-ю армии.