Таким образом, соединения армии, выйдя на рубеж Балаклея — Петровское, в целом выполнили поставленную перед ними задачу.
Командующий Юго-Западным фронтом, учитывая тот факт, что правый сосед — 3-я танковая армия Воронежского фронта — вышел в район юго-восточнее Харькова, приказал войскам 6-й армии ускорить темп своего продвижения и обеспечить с юга наступление 3-й танковой армии на Харьков. Генерал Харитонов поставил своим войскам новую оперативную задачу — перерезать железную дорогу Харьков — Лозовая и тем самым не допустить переброски резервов противника к Харькову с юга. В связи с этим основные усилия армии переносились с правого фланга в центр.
Во второй половине 7 февраля дивизии 6-й армии возобновили наступление. Противник, прикрываясь арьергардными частями перед войсками правого фланга армии, начал отход в общем направлении на Харьков. В районе крупного села Андреевка (20 км юго-восточнее Змиева), превращенного в сильный опорный пункт, немцами была предпринята попытка задержать наступление. Только с большими потерями к исходу 8 февраля 106-я стрелковая бригада, действовавшая в центре, смогла выбить противника из нескольких укрепленных населенных пунктов в непосредственной близости от железной дороги, а затем и перехватила ее, прочно закрепившись.
Сильное сопротивление противник оказывал на правом фланге армии, где наши части наступали в направлении Змиева вдоль железной дороги Харьков — Балаклея. На правом берегу Северского Донца в районе Змиева немцами был спешно подготовлен оборонительный рубеж. Туда же, к Змиеву, пыталась прорваться немецкая группировка, попавшая в окружение в 5–7 км восточнее Балаклеи. Тут попали в окружение части 320-й пехотной дивизии, хорошо укомплектованной личным составом и вооружением[46]. В этих условиях командующий 6-й армией приказал 6-й и 350-й стрелковым дивизиям 15-го стрелкового корпуса ускорить ликвидацию окруженного противника, а учебному батальону 172-й стрелковой дивизии остановить и уничтожить прорвавшихся в район Балаклеи немцев.
Тяжелые бои развернулись в полосе наступления 1-й гвардейской армии (командующий — генерал В. И. Кузнецов), действовавшей левее 6-й армии в полосе 130 км. В ее состав входили семь стрелковых дивизий, усиленных пятью артиллерийскими полками, двумя дивизионами реактивных минометов и батареей отдельного зенитного артиллерийского дивизиона. Армия имела оперативное построение в один эшелон. Ей была поставлена задача: прорвать вражескую оборону, обеспечить вместе с войсками 6-й армии ввод в прорыв частей фронтовой подвижной группы и, наступая на юго-запад, охватить противника с севера. К исходу восьмого дня операции армия должна была при среднесуточном темпе продвижения до 16 км выйти на рубеж Петровская — Барвенково — Красноармейский Рудник (20 км севернее Красноармейского). Главный удар наносился на правом фланге силами 4-го гвардейского стрелкового корпуса на участке шириной 25 км в общем направлении Красный Лиман — Барвенково.
Общее наступление началось утром 30 января. Противник, действовавший перед 1-й гвардейской армией, в течение почти всего января отступал, а с 25–26 января приостановил отход. Подтянув резервы, немцы усилили сопротивление и одновременно стали готовить оборонительный рубеж по правому берегу Северского Донца. Здесь в спешном порядке строились дзоты, устанавливались проволочные заграждения, минные поля. Перед 4-м гвардейским стрелковым корпусом было сосредоточено большое количество танков. Самолеты люфтваффе практически непрерывно атаковали наступавшие советские войска и линии коммуникаций. Вслед за стрелковыми дивизиями в бой были введены соединения фронтовой подвижной группы. Взаимодействуя с ними, 4-й гвардейский стрелковый корпус успешно продвигался вперед и освободил большое количество населенных пунктов, в том числе город и железнодорожную станцию Кременная (10 км северо-западнее Рубежного).
Части немецкой 19-й танковой дивизии дважды переходили в контратаку, пытаясь отбить Кременную. Однако 195-я стрелковая дивизия вместе с частями 10-го танкового корпуса подвижной группы фронта сорвали эти попытки и вынудили противника отступить.