Управление армии было выведено в резерв группы армий «Юг», а полосу 4-й танковой армии приняла группа «Холлидт».
Создавалась 4-я танковая армия нового состава, которой передавались войска, сосредоточиваемые для участия в контрнаступлении в районах Краснограда и юго-западнее Красноармейска — 15-я пехотная дивизия, прибывшая из Франции, танковые дивизии СС «Рейх» и «Мертвая голова», управление танкового корпуса СС — из оперативной группы «Кемпф», 6-я и 17-я танковые дивизии и управление 48-го танкового корпуса — из 1-й танковой армии, управление 57-го танкового корпуса — из резерва группы армий «Юг». С 21 февраля армия заняла новую полосу между оперативной группой «Кемпф» и 1-й танковой армией.
Всего для проведения контрнаступления создавались три ударные группировки: одна — в районе Краснограда, вторая — в районе южнее Красноармейска и третья — в районе Межевая — Чаплино. В их составе было 12 дивизий, из них 7 танковых и одна моторизованная, в которых имелось не менее 800 танков. С воздуха эти войска обеспечивались авиацией — свыше 750 самолетов.
В период 17–19 февраля, когда в штабе группы армий «Юг» близ Запорожья находился Гитлер, было принято окончательное решение о контрнаступлении, которому немецкое командование придавало большое политическое и стратегическое значение. По его расчетам, в результате проведения контрнаступления немецкая армия вырвет из рук советских войск инициативу действий, ликвидирует их успехи, достигнутые в зимней кампании.
Замысел контрнаступления заключался в следующем: танковый корпус СС из района Краснограда и 48-й танковый корпус из района Чаплино — Межевая должны были наступать по сходящимся направлениям на Павлоград и здесь соединиться. Затем им предстояло нанести совместный удар на Лозовую и разгромить нашу 6-ю армию. 40-й танковый корпус (из 1-й танковой армии) должен был нанести удар из района Красноармейск и развить наступление на Барвенково, с тем чтобы уничтожить действовавшую на этом направлении подвижную группу Юго-Западного фронта. Вражеские ударные группировки имели задачу отбросить наши части за Северский Донец и восстановить коммуникации группы армий «Юг».
После выполнения этой задачи немецко-фашистское командование планировало перегруппировать силы в район юго-западнее Харькова и оттуда нанести удар по соединениям Воронежского фронта. В дальнейшем немцы собирались, если позволит обстановка, действовать в направлении Курска навстречу 2-й танковой армии, которая в это время должна была наступать на Курск из района южнее Орла. Здесь, в районе Курска, враг намеревался окружить и уничтожить войска Центрального фронта. Перед правым крылом Юго-Западного фронта немецко-фашистское командование создало двухкратное превосходство в живой силе, почти семикратное — в танках (средних) и более чем трехкратное — в авиации.
В это время войска Юго-Западного фронта продолжали наступать. 6-я армия, наносившая главный удар, получила в качестве усиления два танковых (25-й и 1-й гвардейский) и один кавалерийский (1-й гвардейский) корпуса, составившие подвижную группу армии. В эту же армию передавался также 4-й гвардейский стрелковый корпус из 1-й гвардейской армии.
Первый удар 19 февраля противник нанес из района Краснограда. Соединения танкового корпуса СС перешли в контрнаступление против дивизий 6-й армии. Основными силами корпус (танковые дивизии «Рейх» и «Мертвая голова») наступал на юг в направлении Новомосковска и Павлограда, а частью сил — на юго-восток в направлении Лозовая — Барвенково. Одновременно с юга на север в направлении Барвенкова против соединений подвижной группы фронта нанес удар 40-й танковый корпус. С воздуха наземные войска активно поддерживались авиацией 4-го воздушного флота.
С самого начала контрнаступления врага создалась крайне сложная обстановка на правом крыле Юго-Западного фронта. 6-я армия и подвижная группа фронта завязали тяжелые бои с танками и мотопехотой противника. В ходе боев 350, 172 и 6-я стрелковые дивизии 15-го стрелкового корпуса несли тяжелейшие потери. В итоге уже на второй день в полосе стороны стрелкового корпуса образовался разрыв шириной свыше 30 км, чем не преминули воспользоваться немецкие генералы. Пройдя по тылам 6-й армии, танковая дивизия «Рейх» к исходу 20 февраля вышла в район Новомосковска. Действовавшие здесь части 4 -го гвардейского стрелкового корпуса неорганизованно отошли на северо-восток.
На левом фланге 6-й армии наши части вели наступление в районе Синельникова. Сюда дополнительно из района Днепропетровска немецкое командование перебросило свежую 15-ю пехотную дивизию. Бои разгорелись с новой силой.
21 февраля танковая дивизия «Мертвая голова» вышла в район Попасного (30–40 км северо- восточнее Новомосковска), в результате чего 106-я стрелковая бригада и 267-я стрелковая дивизия оказались в окружении. То же случилось и с действовавшей здесь 16-й гвардейской танковой бригадой 1-го гвардейского танкового корпуса.
Одновременно танковая дивизия «Рейх», развивая свой успех из Новомосковска на восток, вдоль железной и шоссейной дорог, завязала бои за Павлоград, где им противостояли части 1-го гвардейского танкового и 4-го гвардейского стрелкового корпусов.
22 февраля в контрнаступление включился 48-й танковый корпус. Его удар из района западнее Красноармейского был нацелен на Павлоград, навстречу танковому корпусу СС. В советских документах отмечено усиление активности вражеской авиации: так, только в течение 21 февраля отмечено до 1000 самолето-пролетов, а 22 февраля уже 1500.
В районах Павлограда и Синельникова оборонялись части 4-го гвардейского стрелкового, 1-го гвардейского кавалерийского корпусов и 17-й гвардейской танковой бригады 1-го гвардейского танкового корпуса.
В условиях, когда большинство частей перешло к обороне, только танковый корпус генерала П. П. Павлова продвигался восточнее Синельникова на юг по тылам наступавших немецких войск и к исходу 22 февраля главными силами вышел к Славгороду (20 км южнее Синельникова). Одновременно его 111-я танковая бригада подошла к городу Червоноармейское, находящемуся в 20 км северо-восточнее Запорожья. До Днепра оставались считаные километры. Но, продвинувшись на большую глубину в расположение противника, 25-й танковый корпус оторвался почти на 100 км от частей 6-й армии и еще больше удалился от баз снабжения. В результате этого запасы горючего, боеприпасов и продовольствия не пополнялись. Положение наших танкистов становилось все более тяжелым. Особенно большие потери танкисты понесли от действий авиации. Политотдел 3-й танковой бригады доносил: «Днем бригада подверглась интенсивной бомбежке с воздуха. Выведены из строя 7 танков и большое количество личного состава».
23 февраля два танковых корпуса врага, наносившие встречные удары, соединились в Павлограде и затем стали развивать наступление на Лозовую с юго-запада. Часть танков корпуса СС прорвала фронт наших частей и наступала на Лозовую с северо-востока. Для того чтобы облегчить положение соседней 6-й армии, командующий Воронежским фронтом генерал-полковник Ф. И. Голиков с согласия Ставки Верховного главнокомандования решил соединениями 69-й и 3-й танковой армий нанести удар на Красноград, во фланг и тыл противнику, наступавшему против войск правого крыла Юго-Западного фронта. Но немецкие генералы смогли предусмотреть такое развитие событий и в течение 21–23 февраля перебросили в стык Юго- Западного и Воронежского фронтов дополнительные силы, в частности моторизованную дивизию «Великая Германия». В результате намечавшееся контрнаступление советских войск захлебнулось.
В наиболее тяжелом положении оказался 25-й танковый корпус. Он отбил в течение дня несколько атак противника с севера, востока и юга и израсходовал весь запас горючего и боеприпасов. Командующий армией приказал ему пробиваться на север, на соединение с частями фронта.
Тем временем в районы Барвенкова и Лозовой подходили соединения 6-го гвардейского стрелкового корпуса 1-й гвардейской армии. Командующий армией приказал 58-й гвардейской стрелковой дивизии занять круговую оборону в районе Лозовой и одновременно вести глубокую разведку в северо-западном, западном и южном направлениях. Две стрелковые дивизии (195-я и 44-я гвардейская) вместе с соединениями подвижной группы фронта, отошедшими к Барвенкову, должны были удерживать железную дорогу Лозовая — Славянск.
24 февраля командующий фронтом решил прекратить дальнейшие наступательные действия на правом крыле фронта и перейти здесь к обороне. На следующий день Ставка утвердила это решение. К этому времени войска правого крыла фронта находились на рубеже Охочее — Лозовая — Барвенково — Краматорск.
Ожесточенные бои развернулись на центральном участке фронта, и прежде всего в районе Красноармейска. В городе оборонялась сводная группа полковника Г. Я. Андрющенко, созданная 18 февраля
