Im Verband der Woronesch-Front (General Golikow) nahm die Armee an der Operation Ostrogoschsk-Rossosch (13. bis 27. Januar 1943) teil, zusammen mit der 3. Panzerarmee und dem selbständigen 18. Schützenkorps (General Sykow) führten die Truppen am 18. Januar die Einkesselung der ungarischen 2. Armee durch und befreiten am 20. Januar die Stadt Ostrogoschsk. In der folgenden Woronesch-Kastornoje-Operation (24. Januar bis 2. Februar 1943) drängte die Armee den Gegner zum Oskol-Abschnitt zurück und schnitt im Zusammenwirken mit der 13. und 60. Armee große Teile der deutschen 2. Armee (Salmuth) im Raum Kastornoje ab. Während der Charkower Operation (2. Februar bis 3. März 1943), befreite die Truppen der Armee am 5. Februar die Stadt Stary Oskol, am 9. Februar Belgorod und am 16. Februar im Zusammenwirken mit der 3. Panzerarmee und der 69. Armee die Stadt Charkow. Im Kampf mit der Armeeabteilung Kempf wurde Achtyrka (23. Februar) und Gadatsch (26. Februar) befreit.