Главная оборонительная полоса немцев на харьковском направлении имела глубину до 20 километров. Её основу составляли опорные пункты и узлы сопротивления, созданные вокруг населённых пунктов.
Вторая оборонительная полоса была построена в 10-15 километрах от переднего края, тыловая – в 20-25 километрах от фронта.
В 7.30 утра 12 мая, после часовой артиллерийской подготовки, войска Юго-Западного фронта перешли в наступление.
На северном участке, несмотря на то, что большое количество огневых средств противника оказалось не разведанным и неподавленным, частям фланговых 21-й и 38-й армий к концу дня удалось прорвать главную полосу обороны и продвинуться на 6-10 километров. Наступавшая в центре 28-я армия смогла вклиниться в оборону противника лишь на 2 км.
На южном участке наступление также развивалось успешно. Благодаря значительному численному превосходству советские войска уже к полудню преодолели сопротивление противника. Во второй половине дня в прорыв были введены кавалерийский корпус и танковая бригада. К вечеру глубина прорыва достигла 12-15 километров, и немцы в срочном порядке собирали все наличные силы на втором оборонительном рубеже. Советское командование ввело в бой дивизии второго эшелона. Но 21-й и 23-й танковые корпуса остались на рубежах сосредоточения в 35 километрах от района боёв.
На этот момент советская авиация практически безраздельно господствовала в воздухе как в районе действия северной советской ударной группировки, так и в районе действия группировки южной. Авиация противника в это время была занята в Крыму.
Неожиданным итогом первого дня боёв на северном участке советского наступления было наименьшее продвижение 28-й армии, на которую возлагались главные задачи по разгрому группировки противника северо-восточнее Харькова. Хотя 28-я армия имела гораздо больше сил и средств для прорыва оборонительных позиций противника, но именно на направлении её удара немцы создали наиболее плотную оборону. И это говорит о том, что их командование, благодаря стараниям своей разведки и информации, полученной от перебежчиков с советской стороны, точно определило место приложения основных усилий северной группировки войск Юго-Западного фронта.
Командующий 38-й армией К.С. Москаленко, основываясь на результатах дневных боёв, предложил командованию фронта перенести направление главного удара в полосу его армии. При этом К.С. Москаленко исходил не только из того, что 38-я армия достигла в первый день боёв наиболее значительных успехов. Дело в том, что командующий 6-й германской армией генерал Ф. Паулюс выдвинул на угрожаемое направление 3-ю и 23-ю танковые дивизии из-под Харькова. К исходу дня эти дивизии начали сосредоточение в полосе 38-й армии. Это не ускользнуло от внимания К.С. Москаленко. Как пишет он в своих мемуарах («На Юго-Западном направлении. 1941-1943. Воспоминания командарма»):
«То обстоятельство, что 226-я стрелковая дивизия (этой дивизией 38-й армии командовал генерал А.В. Горбатов – И.Д.) прорвала тактическую глубину обороны противника, должно было значительно облегчить разгром 3-й и 23-й танковых дивизий, а затем окружение и ликвидацию всей харьковской группировки противника» [28; 193].
Однако С.К. Тимошенко и И.Х. Баграмян предложение командарма-38 не приняли. Они считали, что основные усилия по-прежнему должны быть сосредоточены в полосе 28-й армии. Для парирования же возможных танковых ударов противника К.С. Москаленко было приказано вывести из боя разбросанные по стрелковым дивизиям бригады 22-го танкового корпуса. Сведённый воедино 22-й тк должен был стать, по мнению командования ЮЗФ-ЮЗН, достаточным средством против немецких танков [5; 68-69], [28; 194].
В своих воспоминаниях К.С. Москаленко, зная последовавшие в мае 1942 года события, лаконично заметил, что это «нельзя было считать достаточно эффективной мерой» [28; 194].
Для информации сообщим: накануне наступления 22-й танковый корпус имел в своём составе три танковые бригады – 36-ю, 133-ю и 13-ю. Количество танков в бригадах показано ниже:
36 тбр – 50 танков (18 – Т-60, 12 – «Матильда», 20 – «Валентайн»);
133 тбр – 23 танка (12 – Т-34, 11 – БТ различных модификаций);
13 тбр – 32 танка (14 – БТ, 6 – Т-26, 12 – «Валентайн» и «Матильда»);
Всего – 105 танков [4; 232], [9; 9].
В ходе боёв 12 мая имели место потери:
36 тбр потеряла 16 танков;
133 тбр – 2 танка [5; 136], [9; 20].
Таким образом, к моменту вступления в дело 13 мая немецких танковых дивизий в танковых бригадах оставалось:
36 тбр (полковник Т.И. Танасчишин) – 34 танка;
133 тбр (подполковник Н.М. Бубнов) – 21 танк;