На участках прорыва армий была создана плотность до 11 орудий среднего и крупного калибра и 5—7 танков на 1 км фронта при общей плотности в полосах этих армий до 3,5 орудий и 2 танков на 1 км фронта [ВИО ГШ, «Барвенково-Лозовская операция». Краткий оперативно-тактический очерк. Воениздат, 1943, стр. 30.].

Несколько иначе складывалось соотношение сил на соседних участках. 38-я армия, которой предстояло овладеть Харьковом, не имела численного превосходства над противостоящим ей противником, что не могло не сказаться на ходе боевых действий на этом важном участке фронта, значение которого не нашло должной оценки в решении командующего Юго-Западным фронтом.

На участке фронта между Артемовском и Таганрогом численное превосходство в силах было на стороне немецко-фашистских войск. Здесь против наших 16 стрелковых дивизий 12, 18 и 56-й армий находилось 22 вражеские дивизии. Это обстоятельство позволило противнику в ходе операции перебросить часть своих сил на левый фланг 17-й армии в район Лозовой, несмотря на то, что армии левого крыла Южного фронта предпринимали попытка наступать с целью сковывания противника на своих участках фронта.

Барвенково-Лозовская операция началась 18 января 1942 года. Утром этого дня 6, 57 и 37-я армии перешли в наступление на всем своем фронте. За первые четыре дня операции войска 6-й и 57-й армий прорвали фронт противника на участке от Балаклеи до Славянска и продвинулись на направлениях своих главных ударов до 25 км. Противник упорно удерживал районы Балаклеи и Славянска, стремясь ограничить расширение прорыва в стороны флангов. Это обстоятельство не было должным образом оценено Главнокомандующим войсками Юго-Западного направления, озабоченного развитием прорыва прежде всего в глубину. Между тем в начале наступления нашихвойск и Балаклея и Славянск удерживались небольшими силами противника. При своевременном развитии прорыва в сторону флангов эти опорные пункты могли бы быть ликвидированы до того, как противнику удалось усилить их оборону.

38-я и 37-я армии не добились сколько-нибудь значительных успехов. Наступая своими левофланговыми соединениями, 38-я армия сумела лишь занять ряд населенных пунктов северо-восточнее Чугуева и продвинуться вперед на 5—10 километров. Бои на этом участке приняли затяжной характер, следствием чего явилась стабилизация северного фланга прорыва в районе Балаклеи. 37-й армии также удалось лишь вклиниться в оборону противника восточнее Славянска. В дальнейшем, как и на левом фланге 38-й армии, здесь завязались упорные затяжные бои за каждую деревню и наступление развития не получило.

12-я армия, перешедшая в наступление в своей полосе только 21 января, совсем не смогла продвинуться.

Характер обороны противника, в систему которой входил ряд крупных населенных пунктов, превращенных в опорные пункты и узлы сопротивления, требовал от наших войск широкого маневра по обходу, охвату и блокированию их, а также наличия достаточных сил и средств для ликвидации остающихся в тылу очагов сопротивления противника, не привлекая для этого основных сил, развивающих прорыв в глубину.

Осуществленная организация наступления не обеспечила в полной мере такой характер действий наших войск.

Неглубокое оперативное построение армий первого эшелона фронтов на направлении их главного удара, расчлененность направлений главных ударов армий (между 57-й и 37-й армиями удаление этих направлений составляло 60 км), недостаточно четкая организация взаимодействия между Юго-Западным и Южным фронтами, а также между армиями внутри фронтов, сказались отрицательно на результатах первых четырех дней операции. Сила удара войск первого эшелона постепенно уменьшалась за счет войск, оставляемых для ликвидации очагов сопротивления на флангах и в тылу.

При организации артиллерийского обеспечения не были в достаточной степени предусмотрены меры по своевременному сосредоточению артиллерии в исходном положении, а также беспрепятственному ее продвижению в ходе наступления. Артиллерия усиления к началу операции не закончила своего сосредоточения. В 57-й армии на огневых позициях находилось только 40% орудий артиллерии усиления, в 37-й армии — 62 %. В ходе наступления от пехоты отстала не только артиллерия усиления, но и до половины дивизионной артиллерии, и пехота была вынуждена наступать без необходимой артиллерийской поддержки.

Основными причинами отставания артиллерии в условиях зимнего бездорожья являлись плохое ее обеспечение на марше стрелковыми и инженерными частями и недостаточная помощь артиллерии при ее передвижениях со стороны общевойсковых командиров. Отрицательно сказались также недостатки в организации подвоза горючего и организации своевременного ремонта средств механической тяги в ходе наступления. Последний недостаток отразился также и на действиях танковых частей и соединений.

В первые дни наступления наших войск больших перегруппировок на стороне противника не наблюдалось. Немецкое командование старалось лишь закрыть брешь с помощью боевых групп, наспех составленных из остатков разгромленных частей. Позже в район прорыва начали выдвигаться части с южного участка и подтягиваться резервы из глубокого тыла.

В последующие дни операции с вводом в бой 1-го и 5-го кавалерийских корпусов темп наступления 57-й армии несколько повысился. Наступая совместно с кавалерией, войска правого фланга армии 24 января заняли Барвенково, в то время как соединения ее левого фланга продолжали вести безрезультатные бои в районе Славянска.

24 января Главное командование Юго-Западного направления направило в Ставку Верховного Главнокомандования боевое донесение № 089/оп, в котором были подведены итоги боевых действий за период с 18 по 23 января и изложено решение на дальнейшее развитие операции [Архив ГШ, оп. 996сс, д. 396, лл. 16—20.].

В донесении указывалось, что за первые четыре дня операции наступавшие войска, особенно 57-й и 6-й армий, понесли значительные потери.