Уже в четырехбригадном составе 10-й танковый корпус начал выдвижение к Красноармейскому по маршруту 4-го гвардейского танкового корпуса. Начиная с утра 12 февраля он подвергался массированным ударам штурмовиков немцев. «Мессершмитты» (это были части эскадры штурмовиков SchG1 на Bf.109E) атаковали с бреющего полета на высоте 10–15 метров сменяющими одна другую группами. В один из налетов удару немецких штурмовиков подверглась группа машин штаба корпуса, в частности «Виллис» В.Г. Буркова. Генерал Бурков был тяжело ранен, ехавшие с ним в машине адъютант и автоматчик убиты, шофер также получил ранения. «Виллис» командира корпуса и следовавшие за ним автомашина с радиостанцией и броневик были сожжены. Серьезно пострадали тылы соединения: две сожженных штурмовиками цистерны с горючим привели к остановке корпуса вечером 12 февраля вследствие нехватки горючего. Авиация того времени не могла уверенно поражать танки, но могла оказывать воздействие на танковое соединение в целом ударами по тылам, мотопехоте, средствам связи и штабам.
В 14.00 12 февраля штаб подвижной группы М.М. Попова направил командованию 10-го танкового корпуса приказ следующего содержания:
«1. Противник продолжает поспешный отвод войск с рубежа нижнего течения р. Сев. Донец.
Авиаразведка за последние дни отмечает непрерывный поток эшелонов по железным дорогам Донбасса на запад.
2. Армии фронта успешно развивать наступление. 4 ГТК ведет бой в районе Красноармейское и прочно удерживая его, чем порезав основные выхода из Донбасса.
3. 10 ТК с 11 Тбр и прежними частями усиления к рассвету 14.2 сосредоточить корпус в районе Семидовка Красное с задачами:
а) прочно стать на путях отхода противника из Донбасса, перехватить частью сил магистраль на город Сталино, Улаколы;
б) содействовать 4 ГТК в прочном удержании района Красноармейское;
в) подготовить к утру 15.2 наступление на Сталино, взаимодействуя с 3 г. Арм. наступающими с востока;
г) подготовиться к исходу 14.2 к выдвижению в район Волноваха» [23] .
Однако этот приказ не учитывал прибывших в район Славянска подвижных соединений немцев. Подчиненный 1-й танковой армии Э. фон Маккензена XXXX танковый корпус активно контратаковал, и отсутствие сплошного фронта помогало не только советским войскам. Поэтому поставленные в приказе М.М. Попова задачи 10-му танковому корпусу было выполнить не суждено. Уже вечером 12 февраля проходившую Черкесское 11-ю танковую и 11-ю мотострелковую бригаду атаковала пробившаяся между Краматорском и Славянском боевая группа 11-й танковой дивизии Германа Балька, построенная вокруг III батальона 15-го танкового полка. К 24.00 12 февраля восточная часть Черкесского была занята наступающими. Ночной контратакой 11-й танковой и 11-й мотострелковой бригад положение было восстановлено. Однако 11-я танковая бригада потеряла большую часть своих танков, 10 танков Т-34 было подбито. Людские потери в отчете штаба корпуса о боевых действиях оцениваются как «незначительные». С утра 13 февраля боевая группа немецкой танковой дивизии довернулась на юг и стала обходить Краматорск атакой на Шабельковку (деревню к западу от города). Штаб 10-го танкового корпуса в Шабельковке подвергся атаке танков противника, штабной танк был подбит. Основной удар в обход Краматорска приняла на себя 186-я танковая бригада. В результате боя Шабельковка была очищена от немцев, и окружение Краматорска удалось предотвратить. Потери составили 1 танк КВ, 2 Т-70, были разбиты Т-34 и два «Бантама» штаба корпуса. В результате контрудара дивизии Балька 10-й танковый корпус был задержан, и 14-го февраля на помощь 4-му гвардейскому танковому корпусу пришла только 183-я танковая бригада. На пути в Красноармейское она столкнулась с небольшой группой пехоты противника, поддержанной танками и самоходными орудиями в районе Доброполье. С ними бригада вела бой до утра 16 февраля, потеряв 2 Т-34 сгоревшими, 1 подбитым, 1 пропавшим без вести, 1 Т-60 подбитым. Потери личного состава классифицировались как «незначительные».
Только к концу дня 14 февраля в Черкесское вошли части 18-го танкового корпуса Б.С. Бахарова и начали смену 10-го танкового корпуса. Таким образом, выдвижение к Красноармейскому задержалось более чем на двое суток, и к 19.00 10-й танковый корпус только вышел из боя за коммуникации у Краматорска сосредоточился в Сергеевке (5 км к юго-западу от Краматорска). Здесь собрались 11-я (3 Т-34, 5 Т-70), 186-я (2 КВ, 6 Т-70) танковые бригады и 11-я мотострелковая бригада. Во временное командование вместо выбывшего по ранению В.Г. Буркова вступил генерал-майор А.П. Панфилов. Пока 10-й танковый корпус отбивал контратаку дивизии Балька, 4-й гвардейский танковый корпус в одиночку отражал удары по Красноармейскому. Благоприятствовал обороне узла железных дорог и соседнего Гришино тот факт, что они были застроены кирпичными зданиями, которые приспособили под доты. Кантемировцам пришлось туго: атаки с земли и воздуха следовали одна за другой. Уже 14 февраля 12-я и 14-я гвардейские танковые бригады лишились своих командиров. Командир 14-й бригады В.И. Шибанков был убит осколком снаряда, а его начальник штаба майор Заранькин пропал без вести. Командир 12-й бригады Ф.М. Лихачев был тяжело ранен. Его эвакуировали во фронтовой госпиталь, но, несмотря на все усилия врачей, он умер через несколько недель.
В район Доброполье (к северу от Красноармейского) 10-й танковый корпус сосредоточился к 9.00 16 февраля. В течение 16 и 17 февраля корпус занимал оборону, окапываясь и выставляя минные заграждения. Уже 18 февраля боевая группа 7-й танковой дивизии атаковала Красноармейское, частично выбив из него части 4-го гвардейского корпуса. Этот факт вызвал немедленную реакцию в штабе Юго-Западного фронта. Командующий фронтом обратился в 11.45 19 февраля через голову М.М. Попова к командирам 4-го гвардейского и 10-го танковых корпусов с приказом об окружении и уничтожении противника в районе Красноармейского. Ватутин писал: «Не допустить ни в коем случае отхода противника на запад. Исполнение доносить через каждые два часа» [24] .
В ответ на приказ штаба фронта командованием двух корпусов была создана группа войск в составе 9-й и 12-й гвардейских танковых бригад, 7-й отдельной лыжной бригады, 11-й танковой и 11-й мотострелковой бригады, батареи 407-го истребительно-противотанкового полка. Группе были переданы исправные танки 183-й танковой бригады. Вследствие больших потерь в командном составе возглавил группу командир 183-й танковой бригады полковник Г.Я. Андрющенко. В середине дня 19 февраля атакой группы Андрющенко положение было восстановлено ценой потери 2 танков Т-34 и 2 Т-70, а также батареи противотанкового полка. Группа из двух корпусов перешла к обороне Красноармейского, имея в строю 9 танков Т-34 и 8 танков Т-70.
Последний танковый корпус подвижной группы Попова – 18-й Б.С. Бахарова – был направлен вслед за 10-м и 4-м гвардейским корпусами 13 февраля. Ранним утром 15 февраля части корпуса Бахарова в составе 110, 170 и 181-й танковых бригад сменили подразделения 10-го танкового корпуса в районе Черкесского. В корпусе к тому моменту насчитывалось боеготовыми 7 Т-34, 10 Т-70 и 10 76-мм орудий. Вскоре корпус был сменен 38-й стрелковой дивизией и выдвинулся в Доброполье.