Одновременно с 28-й армией должна была перейти в наступление своим правым флангом 38-я армия с задачей овладеть населенными пунктами Непокрытая и Песчаное. Для выполнения этой задачи, действующие 266 и 124-я дивизии усиливались двумя танковыми бригадами (13 и 36-й), которые пополнились материальной частью и имели в общей сложности 71 танк. Материальная часть танковых бригад была получена в течение дня 17-го и ночью 18-го мая, но экипажи, особенно на взводном уровне, не были сколочены.
Таким образом, решения Главнокомандующего Юго-Западным направлением в целом исходили из правильной оценки оперативной обстановки с учетом намерений противника. Однако решение Главнокомандующего о действиях северной ударной группировки не учитывало действительного состояния чугуевской немецкой группировки, которая 17 мая не только не была в состоянии нанести вспомогательный удар на юг, но и сама в случае наступления войск левого фланга 38-й армии находилась под угрозой разгрома.
Утром 18 мая «группа Клейста» возобновила наступление из района Барвенково на Вел. Камышеваха и Мал. Камышеваха и из района Долгенькая — на Изюм и на Студенок. Главные силы немецких танковых дивизий (до 100 танков) наступали на Изюм.
Используя свой перевес в боевой технике над частями 5-го кавалерийскою корпуса, 333 и 51-й стрелковых дивизий, противник прорвал оборону на стыке 60 и 30-й кавалерийских дивизий и, развивая наступление в северном направлении, к 10 часам утра овладел населенными пунктами Каменка, Мал. Камышеваха и южной частью города Изюм.
Части 30-й кавалерийской дивизии и остатки 12, 15, 121-й танковых бригад и 51-й стрелковой дивизии отошли с боями к реке Сев. Донец и до исхода дня вели здесь оборонительные бои.
18-го мая противник атаковал 12-ю танковую бригаду двумя группами по 12 танков каждая из района Долгенькая. А затем, оставив для прикрытия 12 танков и десять орудий, основной группировкой численностью до 80 танков и 70 колесных машин продолжал движение на север, в район Изюм. В документе, озаглавленном «Доклад о результатах расследования уничтожения танков 12 тбр 19.5.42 г.», составленном представителем ГАБТУ КА подполковником Грамаковым, о действиях бригады сказано следующее:
«…В 23.00 (18 мая) командир и комиссар бригады произвели разведку переправы, которая была уничтожена авиацией противника. Переправившись на противоположный берег р. Сев. Донец они договорились с командирами 9 и 57 понтонных батальонов о постройке парома к часу ночи. 19.5.42 г. 30-тонный паром сделал один рейс с трактором С-60, и затонул на левом берегу реки. Паром явно не обеспечивал переправы танков, и особенно КВ.
Командир и комиссар 12 тбр отдали приказ командиру танкового батальона майору Королеву обороняться до последней возможности, при отсутствии переправы и невозможности удержать оборонительный рубеж — танки уничтожить.
Из событий 18.5.42 г. видно — командование бригады растерялось, активной обороны не вело, плановым отходом частей бригады не руководило. Занятый рубеж обороны северо-западнее Б. Еремовка тактически крайне невыгоден. Совершенно не было стремления выйти на выгодный рубеж Каменка, Топольский, и занять переправы в г. Изюм, которые содержались до 15.00 18.5.42 г.
В 6.00 19.5.42 г. разведка бригады обнаружила на выс. 190,9 и 199,7 до батальона пехоты противника, производившего окопные работы. Командиры танковых рот доложили об этом командиру батальона, и попросили разрешения атаковать танками. Майор Королев не разрешил с целью не обнаружить себя. Через 20–30 минут от группы противника отделились автоматчики до 100 солдат, и двинулись к лесу. Командир 2-й роты двумя Т-34 атаковал группу, и рассеял ее.
В 7.00 противник занял Б. Еремовка, а отдельные группы автоматчиков стали просачиваться в расположение 12 тбр. Командир танкового батальона майор Королев, видя приближение пехоты к танкам, отдал распоряжение командирам рот — сжечь танки. Оптика, замки орудий и пулеметы были сняты, и выброшены в р. Сев. Донец, личный состав вплавь переправился на левый берег. Танки уничтожены в таком состоянии, что совершенно спокойно можно было вести не менее 3 часов интенсивного боя.