В итоге пятнадцатидневного наступления войска 1-й гвардейской армии растянулись с запада на восток по линии Лозовая — Барвенково — Славянск — Крымская фронтом на запад, юго-запад и юг. На всем этом огромном участке действовало всего десять стрелковых дивизий, к тому же ослабленного после тяжелых боев состава. А между тем противник смог подтянуть в район Славянска, Константиновки и Артемовска значительные силы. В такой обстановке командование армии решило сосредоточить большую часть сил на ее правом фланге, где наступление развивалось более успешно. С этой целью в очередной раз была произведена частичная перегруппировка войск. 15–16 февраля форсированным маршем в обход Славянска с севера 41-я гвардейская и 244-я стрелковые дивизии были переброшены в район Барвенкова и Лозовой. Таким образом, планировалось развить успех 35-й гвардейской стрелковой дивизии, наступавшей в направлении Павлограда. Одновременно началась подготовка к штурму Славянска. Для этого в этот район была переброшена 38-я гвардейская стрелковая дивизия, которой предстояло вместе с действовавшими там 195-й, 57-й гвардейской стрелковыми дивизиями и танковыми частями подвижной группы фронта выбить противника из города.
Одновременно с 1-й гвардейской армией 30 января начала боевые действия подвижная группа фронта под командованием генерала М. М. Попова. В состав группы были включены:
— 3-й танковый корпус;
— 4-й гвардейский Кантемировский танковый корпус;
— 10-й танковый корпус;
— 18-й танковый корпус;
— 52-я стрелковая дивизия;
— 57-я гвардейская стрелковая дивизия;
— 38-я гвардейская стрелковая дивизия, а также средства усиления.
Группе была поставлена задача нанести удар из района Старобельска в общем направлении на Красноармейское — Волноваха — Мариуполь и перерезать пути отхода противника из Донбасса. Танкистам была поставлена фактически невыполнимая задача: пройти с боями 300 км, окружить и уничтожить по частям войска противника в Краматорске, Красноармейске, Константиновке и тем самым способствовать быстрейшему продвижению войск Юго-Западного фронта. И все это необходимо было выполнить в условиях снежной зимы, бездорожья, в короткие сроки (7–8 суток).
При этом в боевом составе четырех танковых корпусов было всего лишь 180 танков. К тому же советские части прошли сотни километров и вели длительные наступательные бои. Мало того, на начало операции в среднем танки имели одну заправку горючего и до двух комплектов боеприпасов.
Несмотря на это, подвижная группа фронта была введена в бой в стыке 6-й и 1-й гвардейской армий. На ее правом фланге действовал 3-й танковый корпус генерал-майора М. Д. Синенко. Он получил задачу войти в прорыв в полосе наступления 6-й армии и к исходу 4 февраля частью сил во взаимодействии с 57-й гвардейской стрелковой дивизией овладеть Славянском, а затем, развивая удар на юг, во взаимодействии с 4-м гвардейским танковым корпусом генерала П. П. Полубоярова занять Краматорск. Выполняя поставленную задачу, корпус, усиленный истребительным противотанковым артиллерийским полком, отдельным гвардейским минометным дивизионом и одним артиллерийским полком, с боями продвигался вперед. Утром 4 февраля одной своей бригадой вместе с 57-й гвардейской стрелковой дивизией корпус завязал бои за северную окраину Славянска, а основными силами, развивая успех наступления на юг, подходил с севера к Краматорску.
В это же время 4-й гвардейский танковый корпус своей 14-й гвардейской танковой бригадой (остальные бригады, понесшие в предыдущих боях серьезные потери, еще не получили новых танков) наступал из района Ямполя (20 км северо-восточнее Славянска) на Краматорск с востока. При этом гвардейцы отбили несколько серьезных контратак противника, в ходе которых уничтожили семь танков. Свой боевой марш бригада совершила в ночь на 4 февраля в условиях бездорожья и больших снежных заносов. Утром, неожиданно для противника, бригада ворвалась на восточную окраину Краматорска. Противник, не обладая данными о численности советских войск, 5 февраля предпочел отойти из города.
Вот что вспоминал один из освободителей города П. Войцеховский: