2月25日向德国南方集团军及中央集团军发动进攻。然而连续数月之作战令苏军损失惨重，有些单位只剩下1,000至1,500人，2月19日德国南方集团军总司令埃里希·冯·曼施坦因陆军元帅利用新到增援的武装亲卫队及两个装甲军发动反攻。虽然德国人战力下降，德意志国防军仍然侧击、包围及打败苏军在卡尔可夫南面的装甲部队。曼施坦因能在3月7日开始发动对卡尔可夫的进攻；虽然德军总部命令从北面包围卡尔可夫，但武装亲卫队装甲军在3月11日直接进攻该城，引致武装亲卫队第1阿道夫·希特勒警卫旗队装甲师在3月15日攻佔该城