Под покровом темноты части 12-го танкового корпуса вышли из боя и направились в район сосредоточения для контрудара. В район Кегичевки части корпуса прибыли к 20.00 1 марта. Из трех полков артиллерии к утру 2 марта в районе сосредоточения находился только 265-й гаубичный артполк, около 10.00 подошел 138-й гаубичный артполк и пять установок М-8 на шасси Т-60. Район сосредоточения группы Зиньковича располагался примерно в 25 км к юго-востоку от исходных позиций начавшегося 19 февраля немецкого наступления. Однако время для флангового удара было упущено. Более того, сам удар не состоялся. Отсутствие горючего заставило отложить контрудар на 7.00 3 марта, а к тому моменту обстановка уже резко изменилась.
Удары противника посыпались на группу Зиньковича со всех сторон. В атаку перешел даже ранее оборонявшийся «Лейбштандарт». Решение нанести контрудар по сосредотачивающейся группе войск 3-й танковой армии было принято командованием армейской группы Кемпфа утром 1 марта. В 10.00 Кемпф направил «Лейбштандарту» приказ нанести удар в направлении Староверовки и далее на Ефремовку (деревня примерно в 30 км к северу от Кегичевки) с целью перерезать коммуникации советских войск. Однако атака закончилась практически ничем, поскольку наступающие танки завязли в грязи. Основной опасностью, угрожавшей группе Зиньковича, были подходящие с юга две дивизии СС – «Тотенкопф» и «Дас Райх». Первая двигалась вдоль русла реки Орель, а вторая – вдоль железной дороги на Краснопавловку. Манштейн принял решение вначале уничтожить 3-ю танковую армию, а затем уже без помех двигаться к Харькову. Три эсэсовские дивизии должны были уничтожить основные силы армии Рыбалко, окружив их в районе Кегичевки. «Тотенкопф» и «Дас Райх» должны были обойти район Кегичевки с востока, а затем «Дас Райх» должен был соединиться с «Лейбштандартом» в районе Староверовки, к северу от Кегичевки. Тем самым выдвинувшаяся для контрудара группа Зиньковича вышла прямо в разинутую пасть тигра.
«Дас Райх» начал наступление рано утром 1 марта, двигаясь двумя колоннами: слева «Дер Фюрер», справа «Дойчланд». Первый к вечеру вышел к позициям группы Зиньковича у Ефремовки, а второй занял Алексеевку и выдвинулся в район Береки. Следовавший параллельным маршрутом «Тотенкопф» также вышел в район Ефремовки, двигаясь вдоль русла реки Орель. В ночь с 1 на 2 марта «Дер Фюрер» вел бой за Ефремовку, однако встретил жесткое сопротивление и не добился решительного результата. Г. Гот принял решение активизировать атаки «Лейбштандарта» с тем, чтобы замкнуть кольцо окружения вокруг войск 3-й танковой армии в районе Кегичевки.
Утром 2 марта «Лейбштандарт» атаковал двумя боевыми группами, двигавшимися вдоль реки Берестовая. Первая была организована вокруг I батальона танкогренадерского полка при поддержке нескольких БТР «Ганомаг» из батальона Пайпера и двигалась по южному берегу реки. Успешно сбив с позиций части 350-й стрелковой дивизии в Староверовке, уже в 16.20 она установила контакт с разведывательными отрядами «Дас Райха» к западу от Лозовой. Получив это известие, начальник штаба «Лейбштандарта» Рудольф Леман доложил о замыкании кольца окружения. Вторая боевая группа – батальон Пайпера – двигалась по северному берегу реки и к 16.00 достигла Мелиховки, находясь всего в нескольких километрах от позиций «Тотенкопфа». Пока «Лейбштандарт» атаковал с запада, полк «Дер Фюрер» из районе Береки двинулся на запад, с мотоциклетным батальоном в первом эшелоне. Последний уже в 14.30 занял Лозовую глубоко в тылу группы Зиньковича и проследовал дальше на запад.
Однако М.И. Зинькович не стал дожидаться уплотнения кольца окружения. В 15.00 2 марта было установлено, что маршруты снабжения группы перерезаны. Колонна машин с горючим была частично уничтожена, частично вернулась назад, не имея возможности его доставить. Командующий группой шифром доложил Рыбалко: «Считаю наиболее целесообразным идти на присоединение к своим войскам». Около 22.00 того же дня пришел ответ из штаба армии, где ставилась задача прорываться в районе Тарановки, Рябухино и Охочае.
Уже в 22.30 соединения группы получили приказ Зиньковича на прорыв из наметившегося окружения. Группа строилась в две колонны, в каждой из которых лидировал танковый корпус. Правая колонна возглавлялась 15-м танковым корпусом с 138-м гаубичным артполком, левая – 12-м танковым корпусом с 265-м гаубичным артполком. Три стрелковые дивизии должны были двигаться вслед за танковыми корпусами. За 12-м корпусом шла 184-я стрелковая дивизия, за 15-м корпусом – 111-я стрелковая дивизия. Следует отметить грамотное решение Зиньковича с приданием каждому из танковых корпусов гаубичной артиллерии для сокрушения заслонов противника. Каждая из колонн должна была образовывать своего рода противотанковое «каре» с распределением противотанковых орудий по периметру, в готовности к отражению атаки с любого направления.
Соединения группы снялись с позиций и в 4.00 3 марта начали движение. Первым препятствием стала занятая частями «Дер Фюрера» Лозовая, атака на которую пехотой 184-й и 219-й стрелковых дивизий при поддержке 5 танков 106-й танковой бригады 12-го танкового корпуса успеха не принесла. Лозовую пришлось обходить. Вскрыв попытку прорыва, немцы обрушились на колонны сильным артиллерийским огнем. Уже в первые часы прорыва были уничтожены или выведены из строя все рации. 15-й танковый корпус насчитывал к началу прорыва всего 17 танков. Из окружения ни один танк не вышел, все они, так же как и артиллерия корпуса, были уничтожены в ходе прорыва. Командир 15-го танкового корпуса, генерал-майор танковых войск В.А. Копцов погиб в бою.12-й танковый корпус также начал прорыв с 17 танками. Из окружения вышли только восемь танков Т-34. Шесть машин были уничтожены экипажами из-за отсутствия топлива, остальные были подбиты в бою. Однако потери личного состава соединений были незначительными, из окружения вышли примерно 80 % начавших прорыв ночью 3 марта.
К 3 марта сражение окончательно перешло в фазу наступления немецких войск на всех направлениях и отхода войск 3-й танковой и остатков 6-й армии по всему фронту. Начиналась вторая часть сражения за Харьков – обещанное Манштейном Гитлеру возвращение города под контроль немецких войск. Выбив большую часть вырвавшихся вперед соединений 6-й армии, немцы получили слабо прикрытую брешь во фронте. Советское командование было вынуждено эту брешь прикрывать, бросая под паровой каток танкового корпуса СС резервы и соединения с других участков фронта.
Подвижная группа Попова отступает. Подтягивание соединений 1-й и 4-й танковых армий и смыкание флангов корпусов группы армий «Юг» позволило активизировать наступление на танковые корпуса подвижной группы Попова. И без того шаткое положение подвижной группы в Краматорске и Красноармейском подверглось суровому испытанию. 7-я танковая дивизия, сдержавшая наступление 10-го танкового корпуса к востоку от Славянска, теперь была подчинена XXXX танковому корпусу вместе с 11-й танковой дивизией и моторизованной дивизией СС «Викинг». Последняя хотя и была ветераном летней кампании 1942 г., к концу 1942 г. насчитывала свыше 15 тыс. солдат и офицеров и два десятка танков.
«Викинг» и 7-я танковая дивизия выбили из Красноармейского части 10-го и оставленные в городе части 4-го гвардейского танкового корпуса 20 февраля. Следующей целью двух дивизий была деревня Гришино, выход к которой корпуса П.П. Полубоярова в свое время стал неприятной неожиданностью для Э. фон Манштейна. Красноармейское было захвачено не полностью, часть сил двух корпусов осталась в северной части города. Эта группа оставила Красноармейское в ночь с 22 на 23 февраля и отходила на север, прикрываясь арьергардом из 5 Т-34 и 3 Т-70. К своим они вышли вечером 25 февраля в районе Прелестное (на железной дороге из Барвенкова в Славянск). 23 февраля в Красноармейское вошла 333-я пехотная дивизия. Соединение было новичком на советско-германском фронте: будучи сформированной в 1941 г., она прибыла в Донбасс только в феврале 1943 г. В разрушенном и сгоревшем городе пехотинцы нашли только подбитые танки и орудия, принадлежавшие нескольким советским танковым корпусам.