Главком с минуты на минуту ждал сообщения о падении Балаклеи. Однако атаки не увенчались успехом. Враг снял до четырех пехотных дивизий из района Харькова и перебросил их к городу. Поступили данные и о подходе к этому опорному пункту частей противника из Донбасса. Не добились успеха и войска Южного фронта. Славянск продолжал оставаться в руках фашистов. Но зато правое крыло 57-й армии и подвижная группа начала стремительное наступление в южном направлении. 5-й кавалерийский корпус во взаимодействии со стрелковыми и танковыми частями к исходу 23 января овладел тыловой базой врага - городом Барвенково, что поставило противника в тяжелое положение. Это, как позже стало известно, сильно обеспокоило гитлеровское командование. Генерал Ф. Гальдер записал 24 января в своем дневнике:"... В 17-й армии творится безобразие. За три дня боев фронт прорван на двух участках... Оба эти прорыва соединились в одну громадную брешь. Противник поставил под угрозу железнодорожное сообщение между 1-й танковой и 17-й армиями... Предстоят весьма тяжелые дни, прежде чем удастся сдержать натиск противника..."{41}
По мере продвижения войск Южного фронта внимание его командующего, а в равной мере и Тимошенко, вновь привлек очаг сопротивления противника в районе Славянска. Находясь на стыке соединений 57-й и 37-й армий, он сдерживал перерастание тактического успеха в оперативный, создавал угрозу армейским коммуникациям. В итоге главком направления изменил ранее принятое решение. Утром 24 января 9-я армия была передана в подчинение командующему войсками Южного фронта с задачей ввести ее в сражение в стык 37-й и 57-й армий.
Славянск. Город возвышался на горе, склоны которой были покрыты лесом. В недавнем прошлом это был город-курорт, здравница донецких шахтеров. Сейчас он стал мощным узлом вражеской обороны, ожесточенные бои за который соединения 37-й армии вели вот уже шестые сутки.
Перед командующим 9-й армией стояла крайне сложная задача - прорвать вражескую оборону можно было только надежным огневым поражением противника в сочетании с мощным ударом войск. Но сил для этого не хватало. Следовательно, нужно было попытаться переиграть врага иным способом. И командарм поставил перед командиром 51-й стрелковой дивизии генералом Ф. Г. Филипповым задачу создать сводный отряд добровольцев и ночью по узкой лесной лощине, покрытой глубоким снегом, просочиться в город. С рассветом группа бойцов ворвалась на окраину Славянска и, сбив боевое охранение противника, заняла один из кварталов. Однако нарастить вовремя успех не удалось. Был утрачен фактор внезапности. Начинать пришлось все с начала.
Прорыв пошел тяжело. Сказывалось многое. Прежде всего, поспешная его организация, слабое огневое поражение противника. Оказывали негативное влияние и сложные погодные условия. Танки Т-60 с большим трудом преодолевали глубокий снежный покров, зачастую завязали в сугробах. Разбушевавшаяся метель сделала дороги труднопроходимыми. На них застревали машины с боеприпасами, горючим, продовольствием. Тимошенко пытался помочь армии, выделив часть авиации для поддержки стрелковых соединений. Однако ее применение существенно ограничивалось стойкой нелетной погодой. Бои приняли затяжной характер.
Ярким эпизодом последних дней операции стали действия воинов 270-й стрелковой дивизии под командованием полковника З.Ю. Куплина за Лозовую крупный железнодорожный узел, через который вражеское командование питало и пополняло свои войска на этом участке фронта. Поэтому Лозовую и прилегавший к ней район гитлеровцы особенно тщательно подготовили к обороне. В основу предстоящей атаки Лозовой была заложена идея Тимошенко - нанесения ударов, с разных направлений.
В результате гарнизон Лозовой оказался в окружении. Гитлеровцы упорно сопротивлялись. Каждую улицу, каждый дом приходилось брать с боем. К 7 часам 27 января после ожесточенного сражения Лозовая и. ее окрестности были полностью очищены от врага. Немцы потеряли убитыми более шестисот человек.
31 января операция, получившая название Барвенково-Лозовской, закончилась. В первых числах февраля маршал подвел ее итоги. Он отметил, что войска Юго-Западного и Южного фронтов не только прорвали сильную оборонительную систему врага, но и разгромили три немецкие пехотные дивизии, нанесли поражение частям шести дивизий. Были захвачены знамена 457-го и 516-го пехотных полков. За время операции гитлеровцы потеряли свыше 36 тысяч солдат и офицеров убитыми, несколько сот пленными{42}.