Фашистское командование также готовилось к наступательным действиям в районе Барвенковского выступа. Перед началом главного удара, запланированного на летнюю кампанию 1942 г., оно считало одной из ближайших задач разгром советских войск в указанном районе. Ударная группировка немецко-фашистских войск, в состав которой входили 1-я танковая и 17-я полевая армии, 17 мая неожиданно перешла в наступление в полосе 9-й армии Южного фронта из района Славянска, Краматорска через Барвенково на Изюм. Навстречу ей нанесла удар 6-я немецкая армия из района Балаклеи. Создалась угроза окружения ударной группировки войск Юго-Западного фронта.
Войска 9-й армии, ослабленные предшествующими боями, не смогли отразить вражеского удара и стали отходить. Положение в районе Харькова осложнилось. Необходимо было немедленно прекратить наступление на Харьковском направлении, а главные силы повернуть на отражение наступления врага с Барвенковского выступа. Но командование Юго-Западного фронта своевременно этого не сделало, что еще больше усугубило положение.
Лишь во второй половине дня 19 мая, когда уже создалась угроза окружения 6-й и 57-й армий и группы генерала Л. В. Бобкина, командование Юго-Западного направления приняло решение приостановить наступление на Харьков, закрепиться на занятых рубежах, вывести из боя основную группу войск и концентрированным ударом 6-й и 9-й армий разгромить противника, прорвавшегося в их тылы. Однако осуществить этот замысел уже было невозможно. 23 мая фашистские танковые части, наступавшие из района Краматорска, соединились в районе Балаклеи с частями 6-й немецкой армии. В окружении противника оказались войска 6-й, 57-й армий и группа генерала Л. В. Бобкина. Неоднократные попытки прорвать сжимавшееся кольцо оказались безрезультатными. Лишь отдельным группам удалось перебраться на левый берег Северского Донца. Многие советские воины погибли в этих боях, среди них генералы Л. В. Бобкнн, А. М. Городнянский, Ф. Я. Костенко, К. П. Подлас.
Таким образом, наступательная операция Красной Армии в районе Харькова в мае 1942 г. закончилась серьезным поражением, значительно ослабившим советский фронт на юге. Причины этих неудач состояли в том, что командный состав не приобрел еще необходимого боевого опыта. Командование Юго-Западного направления недостаточно хорошо оценило положение, не сумело организовать четкое взаимодействие фронтов и отрегулировать вопрос оперативного обеспечения, допустило ряд просчетов в управлении войсками.
Учитывая, что Красная Армия все еще уступала врагу в количестве войск и вооружении и что в наличии не было готовых резервов, Ставка, планируя проведение весенне-летней кампании 1942 г., приняла правильное решение о стратегической обороне. Одновременно в план был включен ряд отдельных наступательных операций: под Ленинградом, в районе Харькова и в Крыму. Но это не отвечало обстановке и соотношению сил. Ставка не имела к тому времени достаточного количества подготовленных резервов, чтобы обеспечить необходимое превосходство сил для всех запланированных наступательных операций. К тому же, Генеральный штаб и Ставка считали, что главные события летом 1942 г. развернутся на Западном направлении, и в соответствии с этим сосредоточивали там свои силы. При разработке плана на лето 1942 г. Верховное Главнокомандование рассчитывало также, что США и Англия оттянут часть немецко-фашистских сил с советско-германского фронта.
При планировании Харьковской наступательной операции командование Юго-Западного направления недооценило силы противника, не разгадало его подлинных намерений, не приняло необходимых мер для обеспечения флангов своей ударной группировки. Когда же войска Юго-Западного фронта оказались в критическом положении, командование направления своевременно не приняло мер для предотвращения окружения ударной группировки, наступавшей на Харьков. Более того, оно настойчиво добивалось от Ставки разрешения продолжать наступление и только с большим опозданием решило приостановить его.
Все это привело к поражению наших войск под Харьковом и (обусловило резкое изменение положения на южном крыле советско-германского фронта в пользу противника. Инициатива в ведении боевых действий перешла в руки врага. Перебросив 1-ю танковую армию с правого фланга группы армий «Юг» на участок Балаклея — Славянск, гитлеровцы с 10 по 26 июня провели наступление на Волчанском и Купянском направлениях. Войска левого крыла Юго-Западного фронта вынуждены были отойти за р. Оскол.