第三次哈尔科夫战役是德国南方集团军群在1943年2月19日至3月15日间在围绕哈尔科夫对苏联红军的一系列攻势行动。德军的行动代号为顿涅茨克行动，而苏联红军则称为顿涅茨克及哈尔科夫行动，德军的反攻消灭了大约52个红军师及重新占领哈尔科夫和别尔哥罗德。
当德国第6集团军在斯大林格勒被包围后，苏联红军发动了更大规模攻势以打击德国南方集团军群的其它单位。1943年1月2日，苏联红军发动星球行动，在1月至2月初间攻破德军防线和攻占哈尔科夫、别尔哥罗德及库尔斯克。虽然苏联红军行动成功，但参战单位补给线过份延伸。第6集团军在2月2日投降后，苏联红军中央方面军转向西面及在2月25日向德国南方集团军群及中央集团军群发动进攻。然而连续数月之作战令苏联红军损失惨重，有些单位只剩下1000至1500人，2月19日，德国南方集团军群总司令埃里希·冯·曼施坦因陆军元帅利用新到增援的武装党卫军及2个装甲军发动反攻。
虽然德国人战力下降，德意志国防军仍然侧击、包围及打败红军在哈尔科夫南面的装甲部队。但武装党卫军装甲军在3月11日直接进攻该城，德军又攻占了别尔哥罗德，形成了一个突出部，导致了1943年7月的库尔斯克战役；虽然德军的进攻令苏联红军付出了大约70000人伤亡的代价，但由于在哈尔科夫的逐屋争夺战，令武装党卫军装甲军付出很大代价，德军到3月底共损失参战兵力的44%。 收复别尔哥罗德、哈尔科夫及库尔斯克。由马基恩·波波夫指挥的一个苏联红军纵队，在4个坦克军领导下，突破德军防线、渡过顿涅茨克河及插入德军侧翼。这里是控制通往罗斯托夫道路的要冲和是南方集团军群及德国空军第4航空队指挥部的所在地。虽然阿道夫·希特勒下令坚守，曼斯坦因告知希特勒立即收复哈尔科夫没有利益，他将利用手上的5个装甲军攻击苏联红军过份延伸的侧翼，之后才收复哈尔科夫。
1943年2月，德国第6集团军在斯大林格勒向康斯坦丁·罗科索夫斯基的指挥下的苏联红军6个军团投降，他们被整编并增援第2坦克军团和第70军团。这几支部队被部署在德国南方集团军和中央集团军的接合部。他们参与哈尔科夫及顿巴斯攻势行动，这个攻势是为了包围消灭在奥廖尔突出部的德军、渡过杰斯纳河及包围消灭德国中央集团军群。苏联红军原本计划在2月12至15日展开，但因部署问题而使苏联红军最高统帅部将行动推迟至2月25日。同时苏联红军第60集团军将德国第2集团军的第4装甲师逐出库尔斯克。而苏联红军第13集团军则攻击德国第2装甲集群的侧翼，这里是2个德国集团军的接合部，被罗科索夫斯基的攻势撕破。而苏联红军第14及第48集团军就攻击第2装甲集群的右翼，获得少许进展。罗科索夫斯基在1月25日展开进攻，突破德军防线及向南包围和切断德国第2集团军及第2装甲集群。但是德军意想不到的抵抗使苏联红军攻势进展迟缓，令罗科索夫斯基之攻势在左翼及中路只有少许进展。只是苏联红军第2坦克集团军沿攻势左翼突进160千米（99英里），攻入德军侧翼，但使自己的侧翼过份延伸100千米（62英里）。
当苏联红军延续其攻势时，由空军元帅沃尔弗拉姆·冯·里希特霍芬指挥的第4航空队能够重组及将每天平均飞行架次由1月时的250架次增至2月时的1000架次，令德军取得战略性的空中优势，2月20日。当苏联红军迫近扎波罗热时，德军开始反攻，即是德军的顿涅茨克行动。 从1943年1月13日至4月3日，大约500000名红军参与沃罗涅日–哈尔科夫攻势行动。当时大约有6100000名红军士兵在东部战线，另外有659000名伤兵。相比以下，德军共有大约2200000人在东部战线，另外有100000人被部署在挪威，结果于2月初苏联红军在人数上对德军形成了2对1的优势。但由于补给线过长及在此攻势中伤亡惨重，在曼斯坦因的反攻开始时，德军在数量上占有战略上的优势，包括在坦克的数量上—例如，曼施坦因有350辆坦克，在个别地区对苏联红军装甲部队形成7对1的优势。
德军参战兵力
在反攻开始时，曼施坦因可动用第4装甲集群包括第48装甲军及武装党卫军装甲军，和第1装甲集群包括第40及第57装甲军，第48装甲军由第6、第11及第17装甲师组成。而武装党卫军装甲军由武装党卫军第1阿道夫·希特勒警卫旗队装甲师和第2帝国装甲师组成。2月初武装党卫军装甲军兵力共大约20000人，在地理上第4装甲集群在苏联红军突出部的南面；而第1装甲军团在第4装甲军团以东，武装党卫军装甲军在苏联红军突出部的北面，作为南方集团军的北翼。
相对下，德军共有70000人面对攻向顿河的苏联红军共210000人。德国防卫军处于劣势。尤其是德军从1942年6月至1943年2月连续作战数月。当时希特勒任命陆军元帅威廉·凯特尔、马丁·鲍曼及汉斯·霍夫曼组成一个委员会以从不必要的工业中招募800000名新兵，但是这个招募的效用要到1943年5月后才能发挥出来。到时候德军的兵力将是战争开始以来最强的，达到950000人。
1943年开始时，德军装甲部队已遭受重大损失。很少装甲师能有超过100辆坦克，平均只有70～80辆坦克可以作战。大约在第三次哈尔科夫战役开始时，海因茨·古德里安被任命负责增强德军的装甲兵力。虽然他负出了很大努力，1个德军装甲师只有大约10000～11000人，低于正常的13000～17000人。到了6月，1个装甲师只能有100～130辆坦克。武装党卫军装甲师情况较佳，可拥有大约150辆坦克、一营自行火炮及一半可机动化的步兵和装甲掷弹兵—人数大约19000人。当时虽然武装党卫军第2帝国装甲师已配备了一定数量的虎式坦克，大部份德军坦克仍以3号坦克和4号坦克居多。
第4装甲集群由赫尔曼·霍特上将指挥，第1装甲集群则由埃贝哈德·冯·马肯森上将率领。第6、第11及第17装甲师分别由瓦尔特·冯·霍纳多尔夫少将、赫尔曼·巴尔克少将及弗里多林·冯·森格尔·翁德·埃特林少将指挥。武装党卫军装甲军由保罗·豪塞尔中将指挥，他亦同时指挥武装党卫军第3骷髅装甲师。
苏联红军参战兵力
当苏联红军在1月底至2月初开始对南方集团军群的攻势时，参战的部队包括布良斯克、沃罗涅日及西南方面军。它们分别由列伊捷尔、菲利普·戈利科夫及尼古拉·费多罗维奇·瓦图京指挥。他们的位置如下：戈利科夫的布良斯克方面军在南方集团军群的北面，沃罗涅日方面军面对库尔斯克，而西南方面军则面对敌军。中央方面军在布良斯克方面军沃罗涅日方面军之间，用以扩大战果。这2个地方军要击破德国第2装甲集群。2个地方军的兵力共有大约500000人，其中大约346000人在德军反攻开始后参与防守哈尔科夫。
与德国人差不多，苏联红军很多师损耗严重。例如第40集团军的师平均只有3500～4000人，第69集团军的一些师只有1000～1500人。有些师只有20～50门迫击炮作火力支援，这种人力和装备的短缺令瓦图京的西南方面军要求增援超过19000名士兵及300辆坦克。但在1943年战役开始时只有16000人补充。当曼施坦因开始反攻时，沃罗涅日方面军损失了大量兵力，及前进过多但没有南面的西南方面军掩护其侧翼。 整个行动由1943年2月19日开始至3月15日。原本曼施坦因的计划分成3部份，第1部份是发动进攻以击溃过份延伸的进攻矛头，第2部是收复哈尔科夫，而最后是联同中央集团军群在库尔斯克击溃苏联红军—这最后阶段因苏联春季溶雪及中央集团军群不愿意参与而取消。
作为第4装甲集群进攻的屏障，同时霍利特战役集群则继续牵制突破德军战线的苏联红军。第1装甲集群被命令向北切断及消灭波波夫的机动部队。德军根据准确情报而掌握苏联红军的弱点，因而选择他们的进攻路线及在战略上获得人数上的优势。第1及第4装甲集群亦被命令攻击孤军深入的苏联红军第6集团军及近卫第1集团军。从2月20日至23日，武装党卫军第1阿道夫·希特勒警卫旗队装甲师切断苏联红军第6集团军的侧翼，封锁通向第聂伯河的道路及成功在萨马拉河包围和消灭一部份苏联红军，武装党卫军第2帝国装甲师向东北前进，而武装党卫军第3骷髅装甲师在2月22日向同一方向推进，这2个师成功的切断了苏联红军进攻部队的补给线。，苏联红军最高统帅部命令沃罗涅日方面军将在南面的第3坦克集团军及第69集团军转往受压的西南方面军，以阻止德军攻占克拉斯诺格勒地区。
苏联红军第3坦克集团军从哈尔科夫南方攻击德军，以阻止曼施坦因的攻势持续。联同第167及360步兵师、1营武装党卫军第3骷髅装甲师及一部份武装党卫军第2帝国装甲师防卫苏联红军突出部的向西正面。但没有多大进展，由于补给不继，攻势变得疲弱。2在两翼获得进展，但在中路没有获得成功，在攻势开始后，对德军右翼的进攻因德军的顽强抵抗而受阻，同时在左翼过份延伸。
面对德军对西南方面军攻势的成功，包括包围了苏联红军第6集团军，苏联最高统帅部命令沃罗涅日方面军将第3坦克集团军转交西南方面军指挥。为了缩短交接时间，第3坦克集团军将2个狙击师交给苏联红军第69集团军，及从南面攻击武装党卫军装甲军。但是由于缺乏燃料及弹药，最终第3骷髅装甲师突入第15坦克军战线与其它向北进攻的单位会合，将第15坦克军包围。第3坦克集团军辖下的另一支部队第12坦克军也因第3骷髅装甲师与第2帝国装甲师共同切断第3坦克集团军的补给线而陷入被动防守。只有少数人向北逃出包围圈重新组成防线。
波波夫的机动部队的苏联红军第6集团军在德军攻势初期被击溃，在苏联红军防线上造成很大空隙。鉴于苏联红军间缺乏合作各自为战，曼施坦因命令德军攻向哈尔科夫。由3月1日至5日，德国第4装甲集群包括武装党卫军装甲军前进了80千米（50英里），距离哈尔科夫以南大约16千米（10英里）。3月6日，武装党卫军第1阿道夫·希特勒警卫旗队装甲师在莫什河建立桥头堡，开辟了通往哈尔科夫的道路。曼施坦因的反攻成功迫使苏联最高统帅部命令罗科索夫斯基停止进攻。德国第1装甲集群收复了顿内茨河的防线，曼施坦因开始计划消灭在顿内茨河以西的苏联红军部队。根据德国人的资料，德军的反攻令苏联红军估计阵亡23000人，损失了615辆坦克及352门火炮。
当罗科索夫斯基的中央方面军继续德国第2集团军的攻势时，第2集团军已因得到数个精锐师的增援而大为增强，而德军对哈尔科夫的进攻令他大为震惊。虽然面临春季融雪，当时大德意志装甲掷弹兵师己重回战线及担任主攻，分割苏联红军第69集团军及第3坦克集团军的残部。，分割苏联第69集团军及第40集团军，再在9日转向东面而完成包围，虽然苏联最高统帅部命令第19狙击师及第186坦克旅前往阻击，德军的攻势仍然持续。
3月9日，苏联第40集团军向大德意志装甲掷哈尔科夫弹兵师发动反攻，以恢复与第3坦克集团军的通讯，，第4装甲集群命令武装党卫军装甲军尽快收复哈尔科夫。司令保罗·豪塞尔命令3个武装党卫军装甲师立即进攻该城，武装党卫军第2帝国装甲师由西面、武装党卫军第1阿道夫·希特勒警卫旗队装甲师及武装党卫军第3骷髅装甲师从北和西北面实施掩护。虽然霍特命令豪塞尔走回原来计划及因守军顽抗而推迟一天，豪塞尔仍然照其计划进攻。而曼施坦因发出命令包围该城，但豪塞尔不遵照命令及继续以自己计划发起攻击。根据曼施坦因的资料集团军总部曾经数次干预以使武装党卫军装甲军由东方包围哈尔科夫，而不是正面攻进该城。
月11日早上，武装党卫军第1阿道夫·希特勒警卫旗队装甲师向哈尔科夫北部发动两翼攻击3。第2装甲掷弹兵团从西北面进攻，分2纵队沿别尔哥罗德～哈尔科夫铁路向哈尔科夫北部推进。其中第2营在铁路右侧，进攻市内北站区。由于遭遇顽强抵抗，故日落时只推进到北站月台。在铁路的另一边，第1营攻至亚历山大区，遇到一辆T-34型坦克领导的苏联红军反攻，因而被击退出城外。只在JU-87俯冲轰炸机和突击炮强大的空中及炮火支援下，德军步兵才能再度攻入市内。从城后的一次侧击令德军能在市内建立一个据点。同时，武装党卫军第1装甲掷弹兵团联同一个独立装甲单位实施进攻，攻下通往别尔哥罗德的公路，及击退了由哈尔科夫机场向其左翼发动之反攻。在击毁一些通过的T-34型坦克后，德军在北部近郊住宅区建立据点；在东北，另一些德军步兵、装甲车及突击炮尝试控制通往丘古耶夫的道路，这进攻深入哈尔科夫市内。但德军因缺乏燃料而要掘壕转取守势。
同一天，武装党卫军第2帝国装甲师向哈尔科夫西部发动攻击，当推进至市内Zalyutino区时，进攻为反坦克壕沟内配备反坦克炮的守军所阻止。经过一场血战后，苏联红军的反攻归于失败。该师的一支分遣队向南攻击及切断了通往梅勒伐的公路。大约下午3时，霍特—第4装甲军团指挥官—命令豪赛尔立即率领武装党卫军第2帝国装甲师与敌脱离接触，代之以部署切断守军撤退的退路；但是豪赛尔却从武装党卫军第3骷髅装甲师派出一支分遣队以完成该任务，并通知霍特由武装党卫军第2帝国装甲师进行该任务风险很大。3月11日晚上至12日凌晨，一支德军突然驶过反坦克壕沟为进攻的装甲部队打开缺口，令该处守军大为震惊，这让武装党卫军第2帝国装甲师进至哈尔科夫主要火车站。至此是该师在市内推进之最远距离。霍特在3月12日凌晨1时15分重复他的命令，而豪赛尔却回复他在3月11日曾经回复过的答复。然而豪赛尔却尊重霍特第三次的尝试，率领武装党卫军第2帝国装甲师与敌脱离接触，利用武装党卫军第1阿道夫·希特勒警卫旗队装甲师打开的通道向哈尔科夫北部推进及部署在该市东部。
向市中心推进。日落时，该师到达捷尔任斯基广场北面的两座大楼中间的位置。第2装甲掷弹兵团第2营在当天晚上与苏联狙击手及守军爆发激烈战斗后在付出巨大伤亡下，夺取广场。攻占后，该处被重新命名为警卫旗队广场。当晚，第2装甲掷弹兵团第1营在约亨·派佩尔上校指挥下与第2营在捷尔任斯基广场会合及向南推进，渡过哈尔科夫河及建立桥头堡，打开通向莫斯科公路的道路。与此同时，该师左翼到达通往沃尔昌斯克的公路和另一条前往丘古耶夫公路的交汇处，在此防守以阻止苏联红军的反攻。
翌日，武装党卫军第1阿道夫·希特勒警卫旗队装甲师向南前往哈尔科夫河及派佩尔的桥头堡，以清除苏联红军在座大楼里的防守。为清除在市中心的守军，第1装甲掷弹兵旅利用通往沃尔昌斯克的公路再次进入市内，同时派佩尔的部队向南突破，与守军残余进行零星战斗及与师团左翼在通往沃尔昌斯克及丘古耶夫的公路交汇处会师。虽然大部份武装党卫军第2帝国装甲师已离开该城，一个独立的装甲掷弹兵旅仍留在该市西南消灭守军。该旅在日落时清除抵抗，该市三分之二已落入德军手中。
向市东部边缘前进。当天日落时，该市完全落入德国人手中。虽然该市已被宣布完全陷落，总结
德军的顿涅茨克行动令苏联红军损失了52个师，计70000～80000人。其中大约45200阵亡或失踪，另有41200人受伤。1943年4月至7月，苏联红军需要在这地区重建其部队及准备迎接德军重新发动之攻势，即库尔斯克战役。另，德军的伤亡数字更难统计，但可参考武装党卫军装甲军的伤亡数字。至3月27日，估计武装党卫军装甲军损失了44%的兵力，包括大约160名军官及4300名在役人员。
当武装党卫军装甲军开攻入市内时，他们攻击市西南面的苏联红军，包括第17轻骑兵旅、第19狙击师及第25亲卫狙击师。虽然没什么用，不过红军仍曾不断尝试与第3坦克军团的残余重新建立连系。而苏联红军第40及第69军团在13日已经与大德意志装甲掷弹兵师发生战斗且被分割。哈尔科夫战陷落后，苏联红军在顿涅茨克河的防线已经崩溃。但是，恶劣的天气及疲劳令曼施坦因的反攻被迫停止，虽然这位陆军元帅希望攻击在攻占哈尔科夫及别尔哥罗德时形成的库尔斯克突出部。
随同德军在哈尔科夫的胜利，希特勒面临两个选择：第一，“反击方式”是苏联红军必然重新发动的攻势及实行与在哈尔科夫相类似的行动－容许苏联红军攻入来、自己后撤、再反攻及包围敌人；第二，或是“先发制人的方式”，由南方集团军及中央集团军联合对库尔斯克突出部实施大规模进攻；最终，希特勒选择了先发制人的方式，导致库尔斯克战役爆发。 尽管斯大林格勒惨败之后希特勒一直苦恼不已，但为了扭转颓势，他力图先发制人，以库尔斯克为突破口，发起新的一轮攻势，歼灭苏联红军主力兵团，为中央集团军群和南方集团军群的进一步东进创造条件。但是苏联红军已经掌握了德军的这一情报，在库尔斯克加强了兵力。德军面临又一个挑战。而且，德军原本计划在4月中旬开展攻势，可是直到5月都没有来得及发起进攻。而这时又传来了北非25万轴心国军队投降的消息。另外，苏联的生产能力由于大片领土的收复而得到提高。这些都迫使德军不得不加快调整的步伐。在另一方，苏联于5月中旬就对各部队下达了严防德军反击的命令。于是，著名的库尔斯克战役开始了。
苏联红军在取得了奥寥尔战役的胜利后乘胜追击，在南线展开了大反攻，此次战役代号“鲁缅采夫”，目标直指被德军重新占领的哈尔科夫。哈尔科夫战役是库尔斯克会战中最后一役。通过这一役，苏联红军完全稳定了在南方的形势，为收复乌克兰创造了条件。 哈尔科夫战役以前，德军已经在库尔斯克、奥寥尔等地遭到失败，这无疑大大动摇了德军的军心。于是，德军统帅部把眼光放到了别尔哥罗德－哈尔科夫一带。因为这里能够遏制苏联向乌克兰和顿巴斯进攻。德军非常清楚苏联南线反攻，哈尔科夫将是重要一战。因此他们在这个地区布置了大量的防御部队。德军在这里的防御体系由几个防御地带构成，防御阵地全纵深达90公里。哈尔科夫成为这一防御体系的中心。因为它是整个别尔哥罗德－哈尔科夫地区德军防御的基础。德军在哈尔科夫以北构筑了5道有相当深度的防御地带，在北面掩护着通往哈尔科夫外围的道路。另外，在哈尔科夫城周围，德军还布置了两层环形围廓。防御整个别尔哥罗德－哈尔科夫防线的是德军第4装甲集团军和“肯普夫”战役集群。其编成为18个装甲师和步兵师，总兵力为30万，另外还编有3000门火炮和迫击炮、约600辆坦克和突击炮以及1000多架飞机。
苏联方面对于哈尔科夫战役的最初设想是：沃罗涅日方面军从别尔哥罗德西北地域向西南方向实施远程突击，力图切断德军从哈尔科夫向西和西南的退路；草原方面军向别尔哥罗德进攻，并攻占该城，而后立即由北向哈尔科夫发动进攻；切断德军向南的退路。
为了保证进攻的顺利，苏联红军为沃罗涅日方面军配辖了7个合成集团军、2个坦克集团军、1个空军集团军。它和草原方面军的总兵力达到了98万人、12000余门火炮和迫击炮、2400辆坦克和自行火炮，还有1300多架作战飞机。在兵力上，苏联红军相对于德军而言，具有压倒性优势。
苏联红军在哈尔科夫战役进行前夜，明智地利用远程航空兵飞机在计划突破的地段实施突击。在部队发起冲锋前两小时，空军第二集团军的轰炸机和攻击机在战斗机的掩护下，再次对突破地段上的敌军支撑点进行了压制。而且在部队发起冲击前，两个空军集团军又有200多架飞机对主要防御地带内的目标实施了集中突击。另外，苏联红军的炮兵也参与了对德军阵地的打击活动。在这种压制活动的打击下，德军受到一定损失，因此在进攻开始的半个小时内，德军基本没有进行抵抗。个别炮兵准备开炮，立即被战场上空的苏联红军强击机发现并击毁。当日上午，沃罗涅日方面军占领德军主要防御地带，德军防御的整个战术纵深被突破。
在重整装备之后，德军也将大量空军力量投入到战斗中。德军轰炸机主要以小编队活动，重点打击苏联红军进攻的步兵和装甲力量。但是猛烈的苏联红军歼击机拦截使他们无法开展活动，因此德军方面空中力量对地面并没有起到太大的支持。而苏联方面则大不一样。沃罗涅日方面军的坦克集团军在强有力的空中掩护下，很快就突破了德军防御，到当日夜里已经向前推进了26公里。草原方面军部队也突破了敌军防线，楔入7－9公里。
草原方面军完成第一个任务，收复了别尔哥罗德（由第53集团军完成，司令马纳加洛夫中将）。在稍作休整之后立即向哈尔科夫进发。为了援助别尔哥罗德－哈尔科夫集团军，德军指挥部将本来预备调走抗击苏联红军在顿巴斯方向进攻的预备队从其他地段紧急调往哈尔科夫一带。但是，德军行动被苏联红军侦察机发现，苏联红军采取果断行动，调来了大批强击机和轰炸机予以打击。其中，苏联红军南方面军第8集团军第一个投入对德军预备队的战斗中，其轰炸机在第一时间对德军调往哈尔科夫地区的机械化兵团发动了猛烈攻击。另外，空军第17、第5和第2集团军部队也相继参战。他们成功地偷袭了战场附近的许多铁路车站，并消灭了行进途中的许多军列和汽车纵队。
由于苏联陆军和空军的协同作战，德军的反突击一直不能成功。由于损失惨重，德军被迫退却。而苏联红军在前五天进攻比较顺利，沃罗涅日方面军第1坦克集团军在此期间突进100多公里。8月7日，苏联红军又攻克了德军防御纵深内的重要中心和交通枢纽博格杜霍夫市。而近卫第5坦克师也攻占了德军从西北方向掩护哈尔科夫的两个重要中心佐罗切夫和卡扎谢亚洛潘。这样，德军被分割成了两个部分。8月11日，沃罗涅日方面军也成功地在向西和西南方向扩大了突破口，并切断了哈尔科夫到波尔塔瓦的铁路（有资料显示破坏铁路的行动是苏联游击队所为），48小时内，德军南方集团军群后方地域的铁路全部瘫痪。同时，苏联红军还在德军第8集团军和第4集团军（司令霍特上将）之间向波尔塔瓦发起突击，这样就将德军别尔哥罗德－哈尔科夫集团军拦腰切成两段。
德军为了粉碎苏联红军的突击，消除包围哈尔科夫的最大威胁，决定使用从顿巴斯调到哈尔科夫方向的基本兵力，对突入博格杜霍夫以南地区的沃罗涅日方面军实施反突击。德军在投入了3个装甲师的兵力之后，迫使苏联红军第1坦克集团军（司令卡图可夫中将）向北退却20公里，但是没有实现突破博格杜霍夫地区，进入苏联红军沃罗涅日方面军集团后方的计划。17日，苏联红军反攻成功，该方向德军停止进攻，转入防御。这时，德军又制定了从阿赫特尔卡地区由西北方向进攻博格杜霍夫，计划切断阿赫特尔卡以南的战线突出部，并由西北方向突入博格杜霍夫地域，粉碎沃罗涅日方面军突击军团的基本兵力。为了达到这个目的，德军在阿赫特尔卡及其以西地区集结了“大日尔曼”机械化师和第19、第11、第7装甲师的基本兵力。同时，德军还把党卫军“骷髅”装甲师布置在科铁尔瓦以南地带，企图从难免突击进攻到科铁尔瓦地域的苏联红军后方。但是，沃罗涅日方面军成功的粉碎了德军的企图，德军全面转入防御。
在此期间，正面抗击德军反突击行动的部队主要是沃罗涅日方面军。8月18日，草原方面军又攻破了德军在哈尔科夫外围的防线。由此，苏联红军对敌构成了东、北、西三面合围的态势，德军迟滞苏联红军反攻的企图失败。在这种情况下，德军指挥部认为再作抵抗已经毫无意义，而且如果再战下去，将面临全军覆没的后果。因此，22日，德军第8集团军放弃哈尔科夫撤退。但是，苏联军队立即派出空军第5集团军出动全部兵力进行阻截。8月21日至22日，苏联空军出动战机1300架次，击毁、击伤坦克多辆、汽车上百辆。
当日两个方面军向南和向西方向推进了140公里。苏联红军第69集团军（司令克留乔金少将）和第7近卫集团军（司令舒米洛夫中将）于当天进入城内。至此，苏联红军成功夺回得而复失得哈尔科夫，赢得了哈尔科夫战役的胜利。德军15个师在此次战役中被击溃。此后，俄国人还企图沿铁路向波尔塔瓦挺进，但在哈尔科夫南部遇到了德军强有力的抵抗。 经过20天的鏖战，苏联红军以压倒优势战胜了困兽犹斗般的德军。作为库尔斯克会战的最后一战，它为这场苏德战场的又一个转折点坚定地写下了句号。哈尔科夫一战之后，德军元气大伤，再也无力组织起新的反抗以阻止苏联红军排山倒海般的攻势。希特勒的进攻战略彻底破产，被迫“在整个苏德战场完全转入战略防御”（华西列夫斯基语）。
哈尔科夫战役是苏联红军在拥有战略主动权和物质优势的情况下，按照预定计划主动实施的。这不同于苏德战争前期苏联红军被迫采取的防御方式。苏联红军统帅部在掌握了德军企图之后准确地判断了德军的突击方向，采取主动进攻的方式，一鼓作气，把哈尔科夫再次收回自己手里。
在进攻中，苏联红军尤其注重在数个方向对德军攻击的若干军团之间的战略协作，这就使得德军无法根据战场形势调整部队部署。这里尤其要提到苏联红军航空兵的作用，正是苏联红军航空兵部队在战役初期以及进攻进行时给予地面部队以极大的援助，间接促使了苏联红军战役的胜利。
