6-я армия наступлением на Купянск, Балаклею, Красноград обеспечивала действия фронта с севера от возможных ударов противника со стороны Харькова и Полтавы. Подвижная группа наносила удар через Славянск на Мариуполь с целью отрезать войскам группы армий «Дон» отход за Днепр; в район Мариуполя планировалось выйти на седьмой день операции. 1-я гвардейская армия должна была использовать успех подвижной группы и нанести главный удар своим правым флангом с задачей охватить с запада вражеские войска, стремившиеся удержать Донбасс. 3-я гвардейская армия генерал-лейтенанта Д.Д. Лелюшенко и 5-я танковая армия генерал-майора И.Т. Шлемина, действовавшие на левом крыле фронта, наносили удары с востока на ворошилов-градском направлении, чтобы не допустить отход группировки врага на запад.

Командование ЮЗФ исходило из того, что противник уже разбит, деморализован и стремится уйти за Днепр. Поэтому никаких перегруппировок войск не затевалось, все армии продолжали действовать в прежних полосах, в том же оперативном построении, без вторых эшелонов. В резерве фронта находились два танковых корпуса — 1-й гвардейский и 25-й, сосредоточенных за его правым крылом. Главная ударная сила — подвижная группа под руководством заместителя командующего фронтом Маркиана Попова, на которую возлагалась основная задача операции, была сформирована за два дня до начала операции, наспех укомплектована средствами связи и тылового обеспечения, в ее танковых корпусах — 3-й и 4-й гвардейские, 10-й и 18-й — имелось 180 исправных танков, обеспеченных одной заправкой горючего и одним-двумя боекомплектами. В состав группы вошли также 57-я гвардейская, 38-я и 52-я стрелковые дивизии, в которых обеспеченность горючим и боеприпасами была еще хуже. 17-я воздушная армия имела 274 исправных самолета. В ходе операции, в середине февраля, она была усилена и насчитывала 330 боевых самолетов. Однако большая удаленность аэродромов базирования от линии фронта крайне усложняла выполнение задач воздушной армии генерал-лейтенанта С.А. Красовского и снижала ее возможности по поддержке войск.

Правда, и Манштейн в конце января мог противопоставить войскам Ватутина лишь 9 немецких дивизий, в том числе три танковые.

29 января без паузы 6-я армия повела наступление на Балаклею. На следующий день в операцию включились 1-я гвардейская армия, наносившая удар на Красный Лиман, и 3-я гвардейская — с плацдарма севернее Краснодона на Дебальцево, в обход Ворошиловграда с юга. Почти сразу в стыке между 6-й и 1-й гвардейской армиями, поддерживаемыми 3-м смешанным авиакорпусом, была введена подвижная группа фронта, которая стала быстро развивать наступление на юг.

В первые дни противник не смог оказать реального противодействия натиску правофланговых советских армий, ввиду того что от Лисичанска до Купянска у него, кроме измотанных боями остатков 298-й, 320-й пехотных и 19-й танковой дивизий, практически ничего не было. И потому наступление развивалось в довольно высоких темпах. 5 февраля армия генерала Харитонова освободила города Балаклея и Изюм, перерезав железную дорогу Харьков — Ворошиловград, а подвижная группа Попова отбила Краматорск. В результате едва прибывшая из Европы и уже крепко битая немецкая 320-я пехотная дивизия оказалась в глубоком советском тылу, ее командир генерал Постель, бросив грузовики, ввиду отсутствия горючего, и тяжелую артиллерию, ввиду потери всего конского состава, решил пробиваться на запад: «Прежде всего солдаты раздобыли сотни мелких крестьянских лошадей для легких машин. Быки тащили среднюю артиллерию, быки и коровы волокли радиостанции и связное оборудование. Даже сам генерал Постель решил использовать подобную запряжку для своего автомобиля. Потеря множества пулеметов, противотанковых пушек и артиллерии компенсировалась оружием, захваченным у слабых подразделений Красной Армии во время случайных налетов. Боеприпасы для этого оружия также приходилось отбивать у противника. Аналогичные методы использовались и для добывания провизии».

3-я гвардейская армия (14-й и 18-й стрелковые, 1-й гвардейский механизированный, 2-й, 23-й и 2-й гвардейский танковые, 8-й гвардейский кавалерийский корпуса, 13 артиллерийских и минометных полков и «сверху» 1-й смешанный авиакорпус и 282-я истребительная авиадивизия) 4 февраля приблизилась к Ворошиловграду, превращенному немцами в мощный узел сопротивления с тремя оборонительными рубежами, насыщенными огневыми точками, минными полями и инженерными заграждениями, и здесь была остановлена упорным сопротивлением 6-й танковой, 336-й пехотной дивизий и батальона моторизованного полка СС «Дас Фюрер». Вместо запланированного обхода города с юга генерал Лелюшенко, как водится, затеял штурм, увлекся и завяз на десять дней. «Близость Ворошиловграда, — объясняет начальник штаба армии генерал Хетагуров, — на многих наших очень влиятельных командиров действовала неотразимо. Они настаивали на продолжении атак». И атаки продолжались. Брать не столь соблазнительное Дебальцево отправили кавалерийский корпус генерал-майора М.Д. Борисова (21, 55, 112-я дивизии).

Перед Манштейном, едва успевшим разобраться с одной проблемой — обеспечение отхода 1-й танковой армии, — незамедлительно встала новая. Теперь судьба южного крыла Восточного фронта решалась не на Дону, а на Северском Донце. Сил удерживать все «проглоченное» и одновременно предотвратить советский прорыв к днепровским переправам не хватало. Резервов тоже не было. Выход виделся один: вытащить 4-ю танковую армию с нижнего течения Дона и Донца, отвести группу «Холлидт» на старые позиции на реке Миус, оставить Ростов и, по меньшей мере, восточную часть Донецкого угольного района, за счет значительного сокращения линии фронта уплотнить боевые порядки и высвободить подвижные соединения. Предложения Манштейна поддержал генерал Цейтцлер, заявивший Гитлеру, что на сегодняшний день вопрос стоит только так: либо отдать Донбасс, либо потерять его вместе с группой армий «Дон». Однако фюреру такие идеи били ножом по сердцу, и, как он утверждал, даже не столько потому, что Донбасс по военно-экономическим соображениям нужен ему самому, сколько по причине нежелания возвращать Сталину запасы коксующегося угля, необходимые для производства стали. Но…

2 февраля 1943 года приступил к реализации плана «Звезда» Воронежский фронт. К этому времени его войска уже два с половиной месяца вели наступательные бои в тяжелых зимних условиях, понесли ощутимые потери, устали. Виктор Астафьев в одной из своих статей писал, что «десять дней на передовой — все, больше нервная система не выдерживает, нельзя человека держать здесь столько, это уже не боец, нужно отпускать его, чтобы очухался». В американской армии «переутомление войск» относилось к разряду боевых потерь, но это — буржуазные штучки. Советских бойцов держали на передовой вплоть до гибели или очередного ранения. Смену частей, как правило, производили лишь после того, как они теряли боеспособность и в строю оставались одни штабы и тылы. Никаких нормативных установок, регламентирующих отдых людей в боевых условиях, в РККА не существовало, поскольку «советский народ крепче каменных пород».

К тому же значительно отстали тылы, все сильнее ощущалась нехватка боеприпасов и горючего, за общевойсковыми армиями, «вращавшими землю на запад», не поспевала перебазироваться авиации.