И вот, наконец, подошли к Харькову. И.С. Конев в «Записках командующего фронтом» о немецкой обороне Харькова писал: «Оборона противника, по данным разведки и показаниям пленных, представляла собой систему дзотов с перекрытием в два-три наката и частично железобетонных сооружений. Широко применялся фланкирующий и косоприцельный огонь, все узлы сопротивления имели огневую связь, огневые точки были соединены ходами сообщения, передний край усилен инженерными сооружениями, проволочными и противотанковыми заграждениями, минными полями.
Все каменные строения на окраинах города были превращены в своеобразные долговременные огневые точки, нижние этажи домов использовались в качестве огневых позиций для артиллерии, верхние занимали автоматчики, пулемётчики и гранатомётчики.
Въезды в город и улицы на окраинах были заминированы и перекрыты баррикадами. Внутренние кварталы города также были подготовлены к обороне с системой противотанкового огня.
Для обороны Харькова немецкое командование сосредоточило сильную группировку в составе восьми пехотных, двух танковых дивизий, артиллерийских частей, многих отрядов СС, полиции и других подразделений, сосредоточив их, в основном, на северном и восточном фасах внешнего оборонительного обвода при значительном эшелонировании войск в глубину. Гитлер приказал удержать Харьков любой ценой и потребовал от генералов широкого применения репрессий против солдат и офицеров, проявивших признаки трусости и нежелания драться. Он указывал Манштейну, что потеря Харькова создаст угрозу потери Донбасса.
Чтобы предотвратить возможность глубокого охвата харьковской группировки войск с юго-запада, гитлеровское командование ввело в бой против войск Воронежского фронта оперативные резервы — танковые и мотострелковые дивизии, переброшенные из Донбасса и с Орловского направления, которые нанесли сильные контрудары по нашим войскам на Богодуховском, а затем и на Ахтырском направлениях».
Усиливался и Степной фронт. Вернулась 5-я гвардейская танковая армия. Окончательно была передана из состава Юго-Западного фронта 57-я общевойсковая. Фронт получил 35 тысяч человек пополнения, 200 танков Т-34, 35 танков KB, 100 танков Т-70, а также четыре полка самоходок, две инженерные бригады и 190 самолётов разных типов.
Шестого августа Верховный утвердил план Харьковской наступательной операции. Заходом операции следил представитель Ставки маршал Жуков. В ночь на 10 августа он получил из Москвы телеграмму следующего содержания: «Ставка Верховного Главнокомандования считает необходимым изолировать Харьков путём скорейшего перехвата основных железнодорожных и шоссейных путей сообщения в направлениях на Полтаву, Красноград, Лозовую и тем самым ускорить освобождение Харькова.
Для этой цели 1-й танковой армией Катукова перерезать основные пути в районе Ковяги, Валки, а 5-й гв. танковой армией Ротмистрова, обойдя Харьков с юго-запада, перерезать пути в районе Мерефа».
Жуков тотчас выехал к Коневу. В план операции были внесены срочные коррективы.
Танковые армии устремились к указанным рубежам. Пехота Степного фронта тем временем выходила к северному и восточному оборонительным обводам Харькова. Сюда же стягивалась артиллерия. На общем направлении, помогая танкам и стрелковым дивизиям, действовала авиация.
Манштейну необходимо было спасти 4-ю танковую армию Гота и оперативную группу «Кемпф», не допустить их окончательного разгрома. И Манштейн нашёл выход.
Воронежский фронт наступал так же стремительно, сломя голову, зачастую не особенно заботясь о закреплении захваченной территории и обеспечении флангов. И Манштейн наказал Ватутина за неосмотрительность: 11 августа из района южнее Богодухова, а 18—20 августа — из района западнее Ахтырки немцы нанесли мощнейшие контрудары. Как вспоминал генерал Штеменко, в тот период начальник оперативного управления Генштаба, «всего в контрударах участвовало до одиннадцати вражеских дивизий, преимущественно танковых и моторизованных. Со стороны Ахтырки враг нацелился под самое основание нашего глубокого вклинения на главном направлении. В итоге ожесточённых боёв 17—20 августа войска Воронежского фронта понесли здесь чувствительные потери. Местами были потеснены к северу и обе наши танковые армии. Возможности выхода в тыл харьковской группировки противника ухудшились».
В ночь на 22 августа об этом доложили Сталину. Он отреагировал мгновенно:
— Садитесь и пишите директиву Ватутину, — приказал Верховный генералу Штеменко. — Копию пошлите товарищу Жукову. События последних дней показали, что вы не учли опыта прошлого и продолжаете повторять старые ошибки как при планировании, так и при проведении операций. Стремление к наступлению всюду и к овладению возможно большей территорией без закрепления успеха и прочного обеспечения флангов ударных группировок является наступлением огульного характера. Такое наступление приводит к распылению сил и средств и даёт возможность противнику наносить удары во фланг и тыл нашим далеко продвинувшимся вперёд и не обеспеченным с флангов группировкам.