當時，蘇聯紅軍在取得了斯大林格勒戰役勝利之後，對紅軍自己的力量進行了高估，同時又低估了自己的對手，曾經橫掃西歐的德軍，發動了大規模的反攻，德軍新敗，而且德軍的後勤線非常綿長，根本不足以進行大戰，曼施坦因只得指揮德軍後撤。在這一退一進之間，戰場的態勢就發生了非常大的變化。
第一，蘇軍在戰線上的軍隊密度變小了，並且將不足的部隊投入到了非常大的進攻面上，想著狂飆猛進，最好一下子打進德國本土才好。蘇聯統帥部顯然被之前的輝煌戰果所衝昏了頭腦，開始不清楚了，認為紅軍都是超人了，忽視掉了德軍可能的反攻性。
第二，隨著戰線的急劇變化，蘇軍的後勤線開始不斷延長，而德軍的後勤線卻在不斷縮短，使得德軍不用再像之前那樣，為了後勤發愁。就比如空軍元帥裡希特霍芬指揮的第4航空隊每天平均飛行架次由1月時的250架次增至2月時的1000架次。
蘇聯人的猛攻，給了曼施坦因可趁之機，他敏銳抓住了蘇聯人的錯誤，開開始集中手中的力量。雖然在東線戰場上，蘇軍有著610萬人，而德軍只有220萬人，但是由於補給線過長及在此攻勢中傷亡慘重，在曼斯坦因的反攻開始時，德軍在數量上佔有戰略上的優勢，包括在坦克的數量上。
在反攻開始時，曼施坦因可動用第4裝甲叢集包括第48裝甲軍及武裝黨衛軍裝甲軍，和第1裝甲叢集包括第40及第57裝甲軍，相對下，德軍共有70000人面對攻向頓河的蘇聯紅軍共210000人。德國防衛軍處於劣勢。尤其是德軍從1942年6月至1943年2月連續作戰數月。當時，1個德軍裝甲師只有大約10000～11000人，低於正常的13000～17000人。到了6月，1個裝甲師只能有100～130輛坦克。武裝黨衛軍裝甲師情況較佳，可擁有大約150輛坦克、一營自行火炮及一半可機動化的步兵和裝甲擲彈兵—人數大約19000人。當蘇聯紅軍在1月底至2月初開始對南方集團軍群的攻勢時，參戰的部隊包括布良斯克、沃羅涅日及西南方面軍。2個地方軍的兵力共有大約500000人，其中大約346000人在德軍反攻開始後參與防守哈爾科夫。與德國人差不多，蘇聯紅軍很多師損耗嚴重。例如第40集團軍的師平均只有3500～4000人，第69集團軍的一些師只有1000～1500人。當曼施坦因開始反攻時，沃羅涅日方面軍損失了大量兵力，及前進過多但沒有南面的西南方面軍掩護其側翼。
原本曼施坦因的計劃分成3部份，第1部份是發動進攻以擊潰過份延伸的進攻矛頭，第2部是收復哈爾科夫，而最後是聯同中央集團軍群在庫爾斯克擊潰蘇聯紅軍，但是這最後一個計劃，因為蘇聯春季的融雪導致道路泥濘，機動不變，而且中央集團軍群不願意摻和進來，導致最終流產。
作為第4裝甲叢集進攻的屏障，同時霍利特戰役叢集則繼續牽制突破德軍戰線的蘇聯紅軍。第1裝甲叢集被命令向北切斷及消滅波波夫的機動部隊。德軍根據準確情報而掌握蘇聯紅軍的弱點，因而選擇他們的進攻路線及在戰略上獲得人數上的優勢。第1及第4裝甲叢集亦被命令攻擊孤軍深入的蘇聯紅軍第6集團軍及近衛第1集團軍。蘇聯紅軍最高統帥部命令沃羅涅日方面軍將在南面的第3坦克集團軍及第69集團軍轉往受壓的西南方面軍，以阻止德軍攻佔克拉斯諾格勒地區。
蘇聯紅軍第3坦克集團軍從哈爾科夫南方攻擊德軍，以阻止曼施坦因的攻勢持續。聯同第167及360步兵師、1營武裝黨衛軍第3骷髏裝甲師及一部份武裝黨衛軍第2帝國裝甲師防衛蘇聯紅軍突出部的向西正面。但沒有多大進展，由於補給不繼，攻勢變得疲弱。2在兩翼獲得進展，但在中路沒有獲得成功，在攻勢開始後，對德軍右翼的進攻因德軍的頑強抵抗而受阻，同時在左翼過份延伸。
面對德軍對西南方面軍攻勢的成功，包括包圍了蘇聯紅軍第6集團軍，蘇聯最高統帥部命令沃羅涅日方面軍將第3坦克集團軍轉交西南方面軍指揮。雖然蘇軍進行了努力，但是第3骷髏裝甲師突入第15坦克軍戰線與其它向北進攻的單位會合，將第15坦克軍包圍。第3坦克集團軍轄下的另一支部隊第12坦克軍也因第3骷髏裝甲師與第2帝國裝甲師共同切斷第3坦克集團軍的補給線而陷入被動防守。只有少數人向北逃出包圍圈重新組成防線。
波波夫的機動部隊的蘇聯紅軍第6集團軍在德軍攻勢初期被擊潰，在蘇聯紅軍防線上造成很大空隙。鑑於蘇聯紅軍間缺乏合作各自為戰，曼施坦因命令德軍攻向哈爾科夫。曼施坦因的反攻成功迫使蘇聯最高統帥部命令羅科索夫斯基停止進攻。德國第1裝甲叢集收復了頓內茨河的防線，曼施坦因開始計劃消滅在頓內茨河以西的蘇聯紅軍部隊。根據德國人的資料，德軍的反攻令蘇聯紅軍估計陣亡23000人，損失了615輛坦克及352門火炮。
當羅科索夫斯基的中央方面軍繼續德國第2集團軍的攻勢時，第2集團軍已因得到數個精銳師的增援而大為增強，而德軍對哈爾科夫的進攻令他大為震驚。雖然面臨春季融雪，但是精銳部隊大德意志師已經重新回到了陣線，並且擔當起了主攻的任務。分割蘇聯紅軍第69集團軍、第3坦克集團軍的殘部、第69集團軍及第40集團軍，再在9日轉向東面而完成包圍，儘管蘇聯方面竭力抵擋，但是然並卵。
3月9日，蘇聯第40集團軍向大德意志裝甲擲哈爾科夫彈兵師發動反攻，而德軍卻希望武裝黨衛軍裝甲軍儘快收復哈爾科夫。武裝黨衛軍第2帝國裝甲師由西面、武裝黨衛軍第1阿道夫·希特勒警衛旗隊裝甲師及武裝黨衛軍第3骷髏裝甲師從北和西北面實施掩護。雖然曼施坦因希望是包圍而不是強攻，但是裝甲叢集司令但豪塞爾不遵照命令及繼續以自己計劃發起攻擊。
3月11日上午，對哈爾科夫的進攻正式開始。德軍在付出重大傷亡後，重佔哈爾科夫。過程中，雖然趕不上斯大林格勒那麼慘烈，但是依然血腥。
德軍的頓涅茨克行動令蘇聯紅軍損失了52個師，計70000～80000人。其中大約45200陣亡或失蹤，另有41200人受傷。而德軍也付出了很沉重的代價，雖然具體的傷亡數字難以統計，但是可以從黨衛軍的損失中管中窺豹。至3月27日，估計武裝黨衛軍裝甲軍損失了44%的兵力，包括大約160名軍官及4300名在役人員。
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儘管代價沉重，但哈爾科夫戰役的勝利畢竟還是幫助曼斯坦因穩定了南方集團軍群德軍的陣地，暫時避免了東部戰線的崩潰，而且還替曼斯坦因個人贏得了偉大統帥的名聲。但從整個蘇德戰爭的程序來看，德軍的這場區域性的，也是最後的戰役勝利並不能扭轉自斯大林格勒戰役後出現的德軍潰敗局面，更無法阻止由於納粹德國軍事政治經濟體制的種種缺陷而導致的失敗命運的最終降臨。
隨同德軍在哈爾科夫的勝利，希特勒面臨兩個選擇：第一，“反擊方式”是蘇聯紅軍必然重新發動的攻勢及實行與在哈爾科夫相類似的行動－容許蘇聯紅軍攻入來、自己後撤、再反攻及包圍敵人；第二，或是“先發制人的方式”，由南方集團軍及中央集團軍聯合對庫爾斯克突出部實施大規模進攻；最終，希特勒選擇了先發制人的方式，以庫爾斯克為突破口，發起新的一輪攻勢，殲滅蘇聯紅軍主力兵團，為中央集團軍群和南方集團軍群的進一步東進創造條件，導致庫爾斯克戰役爆發。
但是蘇聯紅軍已經掌握了德軍的這一情報，在庫爾斯克加強了兵力。德軍面臨又一個挑戰。而且，德軍原本計劃在4月中旬開展攻勢，可是直到5月都沒有來得及發起進攻。而這時又傳來了北非25萬軸心國軍隊投降的訊息。另外，蘇聯的生產能力由於大片領土的收復而得到提高。這些都迫使德軍不得不加快調整的步伐。在另一方，蘇聯於5月中旬就對各部隊下達了嚴防德軍反擊的命令。
就是在這種情況下，庫爾斯克會戰——也是二戰中規模最大的坦克大戰，拉開了序幕。（未完待續）