В 13.00 13.5.42 г. назначена совместная атака 36 тбр с 226 сд в направлении Михайловка 1-я. Атака была упреждена внезапно появившимися танками противника в сопровождении больших групп автоматчиков, часть автоматчиков сидела на танках. Командир бригады с опергруппой (штаба), присутствуя на западной опушке леса западнее Непокрытая, располагая только восемью исправными танками и МСПБ, приказал встретить танки огнем с места, и в дальнейшем упорно оборонять западную опушку леса.
В 13.40 13.5.42 г. бригада вступила в бой с танковой группой противника в количестве 53 танков. Ожесточенно борясь с противником, и нанося ему потери, бригада, своевременно не получила поддержки ни со стороны пехоты 226 сд, ни со стороны 133 тбр. Под большим превосходством танковых сил противника, бригада, упорно сопротивляясь, с боем стала отходить на Непокрытая, потеряв при этом 4 танка и часть МСПБ. Требование командования бригады о немедленном переходе 133 тбр к активным действиям не выполнены. Прибывший начальник штаба 22 тк подполковник Стогний, ознакомившись с обстановкой, от имени командира корпуса приказал: командиру 133 тбр немедленно перейти к активным действиям, и нанести удар в левый фланг танковой группировке противника. Приказ дошел слишком поздно, 36-я бригада, напрягая последние усилия, вынуждена была отходить под натиском превосходящих сил противника.
Выводы. Основной причиной поражения в танковом сражении является слабо организованная противотанковая оборона, артиллерия 226 сд и ей приданная из-за отсутствия хороших переправ через р. Бабка и р. Олега, не смогла быстро подтянуть орудия к району танкового сражения, в то время как за каждым немецким танком буксировались пушки среднего калибра, которые при разворачивании быстро изготовились, и расстреливали наши танки прямой наводкой. Из оставшихся танков 36 и 133 тбр на западных скатах выс. 199, 0 и 195,9 организована оборона, руководство ей возложено командованием корпуса на полковника Танасчишина.
Противник, преследуя наши танки, вошел танками в Непокрытая, но был встречен интенсивным огнем артиллерии и танков, отошел на запад. Части 226 сд и МСПБ 36 тбр вторично заняли Непокрытая, где была захвачена штабная немецкая машина, в которой были найдены документы, раскрывающие замысел немецкого командования.
В результате танкового сражения 13.5.42 г. с харьковской танковой группировкой на рубеже опушка леса, что западнее Непокрытая, подбито и сожжено 23 танка противника, уничтожено 350 солдат и офицеров противника. Бригада потеряла: танков МК-2 — 4, танков МК-3 — 8, танков Т-60 — 2, пушек — 2, пулеметов ДП — 16, ППШ — 77, винтовок -117, револьверов — 5, ПТР — 5, минометов 82-мм — 1, станковых пулеметов — 3. Убито и ранено 226 человек.
В 17.00 13.5.42 г. штаб бригады был подвергнут бомбардировке авиацией противника, в результате чего от попадания бомб сожжен штабной автобус, рация и две транспортные машины».
Одновременно с контрударом на старосалтовском направлении немецкое командование приняло меры к укреплению участков обороны 79 и 294-й пехотных дивизий. С этой целью с фронта 75-й пехотной дивизии был снят один пехотный полк и в течение дня 13-го и ночи на 14 мая был переброшен автотранспортом на тыловой армейский рубеж в район Липцы. Гарнизон в Веселое был также усилен.
В результате контрудара, осуществленного немцами при сильной поддержке авиации, войска правого крыла 38-й армии были вынуждены отойти на восточный берег реки Б. Бабка, открыв фланг, соседней справа, 28-й армии. Все резервы командующего 38-й армией были израсходованы еще 12 мая.
Командующий Юго-Западным фронтом, оценив сложившуюся обстановку, приказал командующему 38-й армией перейти к обороне с задачей прочно удерживать восточный берег реки Б. Бабка и прикрыть направление на Старый Салтов. Для усиления армии командующему 38-й армией были переподчинены из 28-й армии 162-я стрелковая дивизия и 6-я гвардейская танковая бригада, составлявшие второй эшелон этой армии. Выдвижение в полосу 38-й армии они начали с утра 14 мая.