Авиация противника, поддерживая наземные войска, совершила около 2000 самолето-вылетов. Авиация же Южного фронта в этот день проявила очень малую активность, сделав лишь 67 самолето-вылетов.
Командующий Южным фронтом после получения донесений о прорыве противником обороны 9-й армии решил передать командующему 9-й армией 5-й кавалерийский корпус из своего резерва и приказал срочно перебросить автотранспортом и по железной дороге из района Лисичанска 296-ю стрелковую дивизию и 3-ю танковую бригаду и подчинить их командующему 9-й армией.
По докладу командующего Южным фронтом Главнокомандующий Юго-Западным направлением передал ему свой резерв -2-й кавалерийский корпус — и приказал организовать силами 2 и 5-го кавалерийских корпусов и 14-й гвардейской стрелковой дивизии (резерва 57-й армии) разгром прорвавшегося противника и восстановить положение.
Однако все эти распоряжения, за исключением касающихся передвижения глубоких оперативных резервов, к исходу 17 мая не могли быть выполнены, так как к этому времени ближайший резерв командующего Южным фронтом — 5-й кавалерийский корпус — уже вел оборонительные бои разрозненными частями. Кроме того, управление войсками командующим 9-й армией было полностью потеряно, и он не мог ни организовать взаимодействие между 57 и 9-й армиями, ни руководить боевыми действиями своих резервов.
Связь штаба фронта с командным пунктом 9-й армии была установлена только к 24 часам 17 мая.
В то время, когда войска правого крыла Южного фронта вели тяжелые оборонительные бои, обе ударные группировки Юго-Западного фронта продолжали развивать наступление. В ночь на 17 мая войсками 6-й армии на реке Берестовая были восстановлены три моста. Приготовления к вводу в бой танковых корпусов были также закончены. В 5 часов 17 мая в направлении на Тарановку начал выдвижение 21-й танковый корпус. 23-й танковый корпус закончил переправу через реку Берестовую и в 8 часов перешел в наступление в общем направлении на Новую Водолагу. 17 мая немецкое командование переключило всю авиацию, действующую на красноградском направлении, для обеспечения наступления группы Клейста. В результате этого активность немецкой авиации в полосе наступления южной ударной группировки Юго-Западного фронта резко снизилась.
Ломая сопротивление противника, части 21-го танкового корпуса овладели Тарановкой и к исходу дня вышли на рубеж Щурино, Зеленый Уголок. Части 23-го танкового корпуса к этому времени продвинулись в северо-западном направлении на 15 км и перерезали железную дорогу Харьков — Красноград.
Благодаря успешным действиям танковых корпусов все соединения 6-й армии в этот день продвинулись на 6-10 км. На правом фланге армии 253-я стрелковая дивизия с 37-й танковой бригадой вышли непосредственно к городу Змиеву.
Основные усилия армейской группы на протяжении всего дня были по-прежнему направлены на овладение Красноградом. Не сумев ворваться в город на плечах отступающего противника, части 6-го кавалерийского корпуса оказались втянутыми в тяжелые бои за овладение городом. Удаление передовых частей армейской группы от тыловых баз 17 мая достигло 190 км. Органы тыла не справлялись с задачей своевременного снабжения корпуса всем необходимым, прежде всего боеприпасами. В то же время немцы располагали ими в неограниченных количествах, так как Красноград являлся их опорной тыловой базой. Все это заставило командующего группой принять решение прекратить штурм города и начать накопление боеприпасов. На остальном фронте армейской группы части имели незначительное продвижение.
Боевые действия северной ударной группировки Юго-Западного фронта развивались в течение 17 мая вне зависимости от событий, развернувшихся на юге. Однако с самого начала они протекали с большими отклонениями от решения командующего Юго-Западным фронтом, принятого 16 мая.
В ночь на 17 мая командующий 38-й армией доложил о том, что части левого фланга армии не готовы к наступлению, назначавшемуся на утро 17 мая, и получил разрешение перенести начало наступления на сутки. При этом командующий Юго-Западным фронтом оставил в силе свой приказ о наступлении с утра 17 мая 28-й армии и частей правого фланга 38-й армии.