Боевые действия 6-7 марта 1943 г.
8 марта немецкая ударная группировка в составе 320-й пехотной дивизии, 6-й танковой дивизии и дивизий СС «Мертвая голова», «Дас Райх» и «Лейбштандарт СС Адольф Гитлер» развивала наступление в прежнем направлении. К исходу дня штаб 48-й стрелковой дивизии утратил связь с частями дивизии, которые «…после ожесточенных боев с превосходящими силами танков и пехоты противника отдельными группами выходили из боя». 104-я стрелковая бригада отражала атаки противника в районе Старой Водолаги практически в прямом смысле слова «до последнего снаряда», после чего отошла в район Кут, «не имея 45-мм артвыстрелов, мин и других боеприпасов». В связи с обострением обстановки севернее Харькова распоряжением командующего войсками Воронежского фронта 6-й гвардейский кавкорпус был выведен из состава армии и направлен в район Дергачи.
9 марта кровопролитные бои продолжались. «Рота батальона Свобода под командованием надпоручика Ярош, уничтожив в бою 19 немецких танков, 6 транспортеров и до 400 вражеских автоматчиков, ни на один шаг не отошла с занимаемого рубежа и полностью погибла в бою». 104-я стрелковая бригада к исходу дня оборонялась в районе Буды, Комаровка, 253-я стрелковая бригада с 195-й танковой бригадой после ожесточенных боев оставили Ракитное и заняли оборону в районе Озерянки. На усиление армии прибыли 86-я танковая бригада и 303-я стрелковая дивизия, занявшая оборону в районе Коротич, Березовка, Буды. 48-я гвардейская стрелковая дивизия была выведена в район Основа, где приводила себя в порядок.
В 23 часа 9 марта в состав армии вошел 2-й гвардейский танковый корпус, имевший в своем составе до 120 танков. Командование армии возлагало большие надежды на его участие в обороне Харькова, однако уже в 4 часа утра 10 марта было получено указание о выходе 2-го гвардейского танкового корпуса из состава 3-й танковой армии и о переброске его к северу от Харькова.
Также в состав армии был введен 18-й танковый корпус, однако по состоянию на 9 марта он имел лишь 6 боеготовых малых танков.
Ход боевых действий 8-9 марта 1943 г.
10 марта положение соединений 3-й танковой армии вновь существенно ухудшилось — наступающие немецкие войска обошли Харьков с севера, прорвали оборону 6-го гвардейского кавкорпуса в районе Дергачей и продолжили наступление в северном и северо-восточном направлениях, угрожая окружить всю группировку советских войск, оборонявшихся в районе Харькова. К исходу дня пехота противника начала отдельными группами просачиваться в город со стороны северных окраин. Немецкие пехотинцы, «…засев небольшими группами в разрушенных зданиях и на чердаках, вели обстрел машин и проходящих одиночек и групп военных. Огонь автоматчиков дополнялся стрельбой одиночек украинских националистов, ведущих огонь с чердаков и окон верхних этажей разрушенных зданий. Борьба с одиночками была очень затруднена, так как последние укрывались среди развалин».
В состав армии вошла 19-я стрелковая дивизия, занявшая оборону в районе Солоницевка. Вновь сказались негативные последствия «двоевластия» — оборонявшая по указанию командования 3-й танковой армии Песочин 86-я танковая бригада получила указание начальника обороны города генерал-лейтенанта Козлова о выдвижении на северную окраину города, имея задачу прикрыть шоссе Харьков—Дергачи. Остальные соединения армии оборонялись на прежних позициях.
Последующие два дня прошли в ожесточенных уличных боях. 11 марта в город прорвались немецкие танки, а передовые отряды неприятельской пехоты дошли до центра города и заняли дом Госпрома. Узнав об этом, начальник обороны города, «…не имея связи с войсками, передал управление войсками гарнизона командующему 3-й танковой армии, сам выехал из города в неизвестном направлении». В ночь с 11 на 12 марта батальон 17-й бригады войск НКВД атаковал дом Госпрома и занял первый этаж здания, однако к рассвету 12 марта к центру города вышли немецкие танки. Понеся потери, батальон вынужден был отступить. К исходу дня 12 марта защитники города вынуждены были отойти за реку Лопань, оставив северную и северо-восточную части города.
«Построенная оборона принесла мало пользы, хотя сил и средств на нее потрачено было много. Построенные огневые точки и баррикады были не использованы из-за отсутствия расчета огневых средств на их прикрытие и просто из-за отсутствия достаточного количества огневых средств у начальника обороны. Частям, обороняющим город Харьков, схемы оборонительных сооружений штаб обороны не дал, в силу чего и не все укрепления были частями использованы. Заблаговременно эти укрепления никем не занимались, а отходящие части в лучшем случае случайно на них натыкались и использовали. В большинстве же случаев не использовались вовсе. Передача обороны Харькова 3-й танковой армии начальником обороны была произведена по причинам отсутствия у него надлежащих средств управления обороняющимися частями и в момент, когда уже штабу 3-й танковой армии было поздно изучать участки обороны, рубежи и части, обороняющие город. Поздно было заниматься и перегруппировкой сил, хотя это и диктовалось обстановкой».
Развивая наступление, в ночь на 13 марта немецкие войска заняли Сороковку и Рогань и атаковали Каменную Яругу, выйдя на основную коммуникацию армии. К исходу 14 марта противник занял Терновую, Лизогубовку, Боровое и Водяное, прервав все пути подвоза. К этому моменту в городе продолжали обороняться части 19-й стрелковой дивизии и 17-й бригады войск НКВД при поддержке 179-й отдельной и 86-й танковых бригад. 62-я гвардейская стрелковая дивизия и остатки 303-й и 350-й стрелковых дивизий оборонялись в районе Жихар, Безлюдовка, 104-я стрелковая бригада удерживала район Лялюки, 253-я стрелковая бригада оборонялась в районе Кулиничи. Утром 15 марта, получив разрешение штаба фронта на оставление Харькова, командующий 3-й танковой армией отдал приказ о прорыве защищающих город частей в направлении Малиновка, Граково с последующим выходом на восточный берег реки Северский Донец на фронте Старый Салтов—Волчанок.
В ночь на 16 марта соединения армии начали прорыв к своим войскам. Остатки 253-й стрелковой бригады, 179-й отдельной танковой бригады и один батальон 17-й бригады войск НКВД, будучи отрезаны от основной группировки войск 3-й танковой армии, были объединены под командованием командира 179-й отдельной танковой бригады полковника Рудкина, прорывались в северо-восточном направлении и вышли к своим войскам на восточный берег Северского Донца южнее Волчанска. Остальные соединения армии прорывались в общем направлении на Скрипаи. В ходе прорыва, лично руководя боем своих соединений, погибли на поле боя командир 17-й бригады войск НКВД полковник Тонкопий и командир 62-й гвардейской стрелковой дивизии генерал-майор Зайцев. К исходу 17 марта выход частей 3-й танковой армии из боя в основном завершился.
