Военный совет юго-западного направления 15 мая доносил в Ставку, что операция развертывается успешно и созданы необходимые условия для включения в наступление войск Брянского фронта и дальнейшего форсирования операции Юго-Западного фронта. Однако эти прогнозы оказались преждевременными и слишком оптимистичными.
Командование фронта и направления, к сожалению, не использовало сложившуюся к исходу 14 мая благоприятную обстановку: оно не ввело в сражение подвижные соединения для развития первоначального успеха и завершения окружения немецкой группировки в районе Харькова. В результате стрелковые войска заметно истощили свои силы, и темп наступления резко снизился. Вторые эшелоны армий были введены в сражение лишь утром 17 мая. Но время было упущено.
Обе ударные группировки слишком долго преодолевали главную полосу обороны врага. Он успел усилить свои боевые порядки оперативными резервами. Тем не менее советское наступление вынудило немецкое командование изменить план действий своих войск по ликвидации барвенковского выступа.
Германское командование спешно выдвинуло к районам прорыва значительные подкрепления, организовало прочную оборону на тыловых рубежах и завершило перегруппировку своих войск. Советская разведка не смогла выявить приготовления противника к нанесению удара. 17 мая неприятель перешел в наступление из района Краматорска и Славянска против 9-й и 57-й армий Южного фронта, бросив в наступление 11 дивизий армейской группы «Клейст». Одновременно он начал наступать из района восточнее Харькова и южнее Белгорода против 28-й армии Юго-Западного фронта. Войска 9-й армии оказались не подготовленными к отражению удара. Соотношение сил сложилось в пользу врага. Армия не смогла сдержать мощного натиска.
Уже в первый день наступления немцы прорвали слабую в инженерном отношении оборону 9-й армии, соединения и части которой стали отходить на север и северо-восток. Переход противника в наступление явился полной неожиданностью для командования Южного фронта. Обстановка продолжала ухудшаться. За двое суток противник продвинулся до 50 км и вышел во фланг Юго-Западному фронту, создав непосредственную угрозу тылам его ударной группировки. Командующий Южным фронтом приказал соединениям резерва (кавалерийский корпус и стрелковая дивизия) нанести контрудар по группировке, прорвавшейся в Барвенково. Главком юго-западного направления передал Р. Я. Малиновскому еще один кавалерийский корпус, чтобы нанести контрудар по противнику, наступавшему на Изюм[68].
17 мая против 6-й немецкой армии были введены два танковых корпуса. Но эта мера запоздала. Танкам пришлось преодолевать подготовленную оборону на тыловом рубеже противника. Обстановка складывалась не в пользу советских войск. Но командования юго-западного направления и фронта не увидели опасности со стороны краматорской группировки врага. В сложившейся ситуации требовалась немедленная остановка Харьковской наступательной операцию и совместно с Южным фронтом принятие срочных мер по отражению вражеского удара. В оценке ближайших перспектив командование юго-западного направления исходило из предположения, что противник после ввода в сражение двух танковых и трех пехотных дивизий не в состоянии больше выделить значительные силы для проведения контрнаступления. В действительности же германское командование не отказалось от запланированного наступления с целью ликвидации барвенковского выступа и располагало возможностями для его осуществления.
Вражеское командование планировало предпринять контрнаступление, замысел которого состоял в том, чтобы нанести два удара: один из района южнее Барвенково и другой — из района Славянска в общем направлении на Изюм. Этими действиями враг хотел рассечь 9-ю армию и окружить всю барвенковскую группировку советских войск. Главная роль в том наступлении отводилась армейской группе Клейста, поскольку отсутствие в распоряжении командования Южного фронта необходимых сил для ведения активных действий на славянском направлении давало возможность группе Клейста без помех подготовить мощный удар на изюм-барвенковском направлении. К перегруппировке войск для нанесения ударов немецкое командование приступило 13 мая и закончило ее к исходу 16 мая. К этому времени количество войск противника перед 57-й и 9-й армиями Южного фронта увеличилось на три пехотные и одну танковую дивизию, что дало ему возможность создать общее тройное превосходство над войсками 9-й армии. На отдельных участках его превосходство достигло по танкам и орудиям шести-семикратного.