希特勒將德軍的1942年夏季目標放在蘇聯南部，於是對波克的南方集團軍大量增援，包括許多摩托化師、裝甲師以及大量的預備隊。波克計畫5月18日發動一場新攻勢：「腓特烈克斯行動」（Operation Fridericus）攻擊沃爾昌斯克，但蘇軍早他6天即展開行動，5月12日，「第二次哈爾科夫戰役」爆發。5月17日蘇軍已抵達離哈爾科夫僅12英里處，但隨即被德軍所制，該城仍為德軍所掌控。5月17日克萊斯特的第1裝甲軍團對西南方面軍後方的第9軍團展開攻擊，突破了蘇軍防線。方面軍司令谢苗·康斯坦丁诺维奇·铁木辛哥向莫斯科報告情勢，請求增援。蘇軍參謀長亚历山大·米哈伊洛维奇·瓦西列夫斯基兩度請求史達林允許撤退都被拒絕。到了5月23日包路斯與克萊斯特的部隊交會，蘇軍通往東方的撤退路線已被切斷，西南方面軍主力已被包圍，被困在梅列法—洛佐瓦—巴拉克列亞構成的3角地區。5月底蘇軍投降，共240,000人被俘、損失1,200輛戰車和2,000門火砲，而德軍僅損失20,000餘人。