16 мая, при попытках 21-й армии продолжить наступление, противник оказал сильное сопротивление, предприняв несколько контратак, которые были отбиты. На левом фланге армии командир 227-й стрелковой дивизии в результате действий передовых отрядов установил, что противник отвел главные силы на рубеж реки Харьков. Используя отход противника, эта дивизия и соседняя с ней 175-я стрелковая дивизия 28-й армии продвинулись частью сил на западный берег реки Липец.
Днем 16 мая противник несколько раз атаковал фронт 28-й армии в районе Терновой небольшими группами танков при поддержке пехоты, но сосредоточенным огнем артиллерии и ударами авиации был отбит. Планировавшееся наступление 244 и 13-й гвардейской стрелковых дивизий не было осуществлено из-за их неподготовленности.
Перед войсками северной группы фронта на 17 мая стояла прежняя задача — разгромить вклинившуюся немецкую танковую группировку. Главную роль в разгроме группировки, по решению командующего Юго-Западным фронтом, предстояло выполнить 28-й армии.
В своем боевом приказе № 00317 от 16 мая, командующий Юго-Западным фронтом поставил перед войсками 28-й армии задачу — сосредоточенным ударом трех дивизий левого фланга армии (244, 162 и 13-й гвардейской), используя выгодную конфигурацию фронта, разгромить вклинившуюся здесь группировку противника, а потом продолжать общее наступление всей армией, наращивая удар силами, прибывающих из района Купянска, 277-й стрелковой дивизии и 58-й танковой бригады.
Главная роль в этом наступлении отводилась 162-й стрелковой дивизии. Ее командиру подчинялись 6-я гвардейская танковая бригада, один полк 244-й дивизии и один полк 38-й дивизии.
Одновременно с утра 17 мая должна была перейти в наступление вся 38-я армия, нанося главный удар своим левым флангом по чугуевской группировке противника. Вспомогательный удар должен был наноситься правым флангом армии с общей задачей овладеть к исходу дня опорными пунктами немцев в Непокрытой, Песчаной и Б. Бабка.
В обстановке, сложившейся к исходу 16 мая, когда оборона Чугуевского выступа была немцами ослаблена, и на 60-километровом фронте перед 199 и 304-й стрелковыми дивизиями оставалось до 10 батальонов немцев, это наступление имело неплохие перспективы. У противника не было здесь танковых частей, а 38-я армия располагала свежей 114-й танковой бригадой, которая прибывала из резерва Ставки Верховного Главнокомандования. Успех наступления мог быть развит 313-й стрелковой дивизией, находившейся на чугуевском направлении во фронтовом резерве.
Отработка взаимодействия пехоты и танков перед боями — десант на танке Т-34. Юго-Западный фронт, 5-я гвардейская танковая бригада, май 1942 года (АСКМ).
15 мая, при переходе в наступление 6-й армии и армейской группы, противник, воспользовавшись ослаблением прикрытия наших частей с воздуха, активизировал действия своей авиации. В течение всего дня немецкие самолеты, действуя большими группами, наносили значительный урон наступавшим частям и тормозили выдвижение танковых корпусов. Это, естественно, снизило темп наступления 6-й армии и сказалось на результатах ее действий.
411 и 266-я стрелковые дивизии 6-й армии, наступавшие на главном направлении, с большим напряжением достигли во второй половине дня реки Берестовая. Правофланговая 47-я дивизия вышла к этому времени к Северному Донцу, а 253-я дивизия — к реке Сухая Гомольша, и завязала бои за Бол. Гомольша.
Части армейской группы также продолжали развивать наступление, и к исходу дня 6-й кавалерийский корпус вышел на ближние подступы к Краснограду с востока. 393 и 270-я стрелковые дивизии, продолжая преследовать разбитые части 454-й охранной дивизии немцев, продвинулись на 10 км и перерезали железную дорогу Красноград-Лозовая.
Таким образом, войска южной ударной группировки фронта во второй половине дня 15 мая создали все условия для ввода в прорыв танковых корпусов на главном направлении и устойчивый фронт обеспечения на фланге прорыва. Но корпуса в это время находились на удалении 25–35 км от района боевых действий и не могли быть быстро введены в бой.