El teniente general Rybalko comenzó a comandar tropas en combate, realmente solo en enero de 1943, cuando su 3.º Ejército de Tanques participó, integrado en el Frente Vorónez al mando del mariscal Filipp Gólikov, en la y en la Tercera Batalla de Jarkov, parte de la ofensiva general soviética del invierno de 1942-1943, lanzada por el Alto Mando Soviético, tras el arrollador éxito de la Operación Saturno. Durante la Tercera Batalla de Járkov, el 3º Ejército de Tanques de Rybalko fue rodeado parcialmente por el contraataque del II Cuerpo Panzer SS al mando del teniente general Paul Hausser. El general Hausser tras retirarse de Jarkov reorganiza sus divisiones Pánzers y contraataca a las desorganizadas y exhaustas vanguardias del 3er Ejército de Tanques soviético, retomando Járkov el 15 de marzo y Bélgorod el 18 de marzo, ocasionando grandes pérdidas, al 3er Ejército de Tanques, especialmente en equipos blindados y motorizados y tuvo que ser retirado del frente para reorganizarse, con lo que el 16 de abril de 1943 pasó a denominarse 57º Ejército.