В течении двух недель танковые части Хауссера подготавливали оборону вокруг Харькова. В начале февраля Голиков подошел к Харькову тремя армиями, включая 3-ю танковую армию. Тем временем войска Ватутина пересекли реку Северный Донец под Изюмом и с пятью танковыми корпусами вошли в Донбасс. Манштейн поставил задачу 1 танковой армии попытаться блокировать продвижение Ватутина к Днепру, одновременно направляя дополнительные резервы 4 танковой армии, которая находилась у Харькова.
Но Готту и его 4 танковой армии не удалось с дополнительными силами помочь войскам Хауссера отогнать советские части от Харькова. Несмотря на прямые приказы Гитлера и фон Манштейна любой ценой удержать город, 16 февраля Хауссер решил покинуть Харьков. Однако сдача Харькова позволила Манштейну сконцентрировать свои силы и начать собственное контрнаступление против Ватутина 20 февраля. К этому моменту большая часть бронетанковых сил Ватутина уже находилась далеко впереди линий снабжения и основных сил фронта. В своем контрударе, Манштейн использовал несколько танковых корпусов, из 4 и 1 танковых армий.
Так как танковые части Ватутина находились на довольно серьезном расстоянии друг от друга, то немцы легко смогли их разгромить по частям. В течение четырех дней войска Ватутина отступали через Северный Донец, и его операция по освобождению Правобережной Украины провалилась.
Как только Ватутин перестал быть угрозой, фон Манштейн повернул на север, чтобы разобраться с Воронежским фронтом Голикова. Пустив еще свежие танковые части против передовых войск Воронежского фронта, немцам удалось задержать продвижение Голикова на запад от Харькова к главной немецкой базе снабжения в Полтаве.
Узнав о разгроме частей Ватутина, Голиков развернул слабую 3-ю танковую армию на юг и 3 марта нанес удар по танковым войскам СС; в результате советское тактическое поражение сделало Харьков уязвимым. Фон Манштейн немедленно приказал Готу двинуться на север, чтобы захватить город до того, как весенняя распутица затормозит движение танков. Однако Гот предпочел окружить город. 11 марта танки Хауссера резко ворвались в предместья Харькова. После четырехдневных уличных боев, немцы в конце концов одержали победу.
Силы Голикова оказались сильно деморализованы, фон Манштейн хотел продолжить наступление и захватили Белгород к 17 марта. Однако, прибытие советских резервов на Воронежский фронт; весенняя распутица, которая превращала дороги в грязь, тем самым затрудняя движение танков, заставило Манштейна приостановить контрнаступление после взятия Белгорода. Однако сам Манштейн намеревался возобновить наступление, как только погода улучшится и его силы пополнятся.
Немецкие силы остановились в нескольких километрах от так называемого Курского выступа, который находился между частями группы армии "Центр" и группы армии "Юг". Гитлер согласился с Манштейном о необходимости ликвидации Курского выступа, но считал, что одного удара на север со стороны группы армии "Юг", с несколькими корпусами будет недостаточно. Вместо этого он считал, что в операции должны участвовать и силы группы армии "Центр" присоединиться, чтобы мощная двойная атака с флангов могла отрезать Курский выступ.
Тем не менее, потребовалось бы время, чтобы подготовить группу армии "Центр" к крупномасштабному наступлению. Да и силы фон Манштейна требовали значительной перегруппировки, поэтому наступление не могло произойти до начала мая.
Несмотря на впечатляющий оперативный триумф фон Манштейна в Харькове, ситуация, в которой оказался Вермахт на Восточном фронте в 1943 году, была мрачной. Советское танковое производство превосходило немецкое в темпе 3: 1, обеспечивая Красной Армии большое превосходство в танках. Красная Армия также имела значительное превосходство в пехоте и артиллерии. Кроме того, Красная Армия больше не была таким слабым противником времен лета 1941 года, превратившись в серьезную военную силу, способную организовывать решительную оборону или вести смелые атаки. Для немцев, дни легких побед на Восточном фронте закончились.
После победы под Сталинградом, Сталин, наконец, был готов дать своим военным специалистам достаточно времени для планирования военных кампаний, которые имели разумные шансы на успех. К середине 1943 года Красная Армия была готова вести профессиональную войну, вооружившись всеми инструментами, которые могла предоставить советская промышленность (и западные союзники).