Để thu hẹp chính diện riêng của mỗi phương diện quân và tăng mật độ lực lượng ở khu vực Bắc Donets, ngày 15 tháng 2, Bộ Tổng tư lệnh quân đội Liên Xô đã điều động Phương diện quân Sông Đông (lúc này đã hoàn thành Chiến dịch Cái Vòng) đến khu vực Kursk vừa chiếm được và chuyển nó thành Phương diện quân Trung tâm. Mặc dù chiếm được Kharkov ngày 16 tháng 2 nhưng Phương diện quân Voronezh đã không còn đủ lực lượng để giữ nó. Ngày 23 tháng 2, vấp phải đòn phản công của các quân đoàn xe tăng 40, 48 và 2-SS, cả cụm cơ động thuộc Phương diện quân Tây Nam và cánh trái của Phương diện quân Voronezh đã phải vội vã rút lui. Chẳng những Phương diện quân Voronezh không thể tiếp tục phát triển tấn công đến tuyến Rynsk, Lebedino, Zenkov, Artyrka Poltava theo kế hoạch chiến dịch Ngôi Sao giai đoạn 2 mà ngày 18 tháng 3, còn họ còn bị xe tăng Đức đánh bật khỏi khu vực Kharkov-Belgorod (bao gồm cả thành phố Kharkov) vừa chiếm được. Cuối tháng 3 năm 1943, Cụm tác chiến Kempf của quân đội Đức Quốc xã đã đẩy lùi Phương diện quân Voronezh về tuyến Sumy, Krasnopol, Ploretarysk, Yakovlevsk, Belgorod, Volchansk, hình thành mặt chính diện phía Nam của vòng cung Kursk.