— 52-я стрелковая дивизия;
— 57-я гвардейская стрелковая дивизия;
— 38-я гвардейская стрелковая дивизия, а также средства усиления.
Группе была поставлена задача нанести удар из района Старобельска в общем направлении на Красноармейское — Волноваха — Мариуполь и перерезать пути отхода противника из Донбасса. Танкистам была поставлена фактически невыполнимая задача: пройти с боями 300 км, окружить и уничтожить по частям войска противника в Краматорске, Красноармейске, Константиновке и тем самым способствовать быстрейшему продвижению войск Юго-Западного фронта. И все это необходимо было выполнить в условиях снежной зимы, бездорожья, в короткие сроки (7–8 суток).
При этом в боевом составе четырех танковых корпусов было всего лишь 180 танков. К тому же советские части прошли сотни километров и вели длительные наступательные бои. Мало того, на начало операции в среднем танки имели одну заправку горючего и до двух комплектов боеприпасов.
Несмотря на это, подвижная группа фронта была введена в бой в стыке 6-й и 1-й гвардейской армий. На ее правом фланге действовал 3-й танковый корпус генерал-майора М. Д. Синенко. Он получил задачу войти в прорыв в полосе наступления 6-й армии и к исходу 4 февраля частью сил во взаимодействии с 57-й гвардейской стрелковой дивизией овладеть Славянском, а затем, развивая удар на юг, во взаимодействии с 4-м гвардейским танковым корпусом генерала П. П. Полубоярова занять Краматорск. Выполняя поставленную задачу, корпус, усиленный истребительным противотанковым артиллерийским полком, отдельным гвардейским минометным дивизионом и одним артиллерийским полком, с боями продвигался вперед. Утром 4 февраля одной своей бригадой вместе с 57-й гвардейской стрелковой дивизией корпус завязал бои за северную окраину Славянска, а основными силами, развивая успех наступления на юг, подходил с севера к Краматорску.
В это же время 4-й гвардейский танковый корпус своей 14-й гвардейской танковой бригадой (остальные бригады, понесшие в предыдущих боях серьезные потери, еще не получили новых танков) наступал из района Ямполя (20 км северо-восточнее Славянска) на Краматорск с востока. При этом гвардейцы отбили несколько серьезных контратак противника, в ходе которых уничтожили семь танков. Свой боевой марш бригада совершила в ночь на 4 февраля в условиях бездорожья и больших снежных заносов. Утром, неожиданно для противника, бригада ворвалась на восточную окраину Краматорска. Противник, не обладая данными о численности советских войск, 5 февраля предпочел отойти из города.
Вот что вспоминал один из освободителей города П. Войцеховский:
«Особенно мне запомнилось в боях за Краматорск вот что. Наша рота была в головном дозоре. Налетели самолеты фашистов. Крепко наших потрепали. Продвигались перебежками. Догнал связной и передал приказ двигаться на г. Краматорск. И вот мы вышли на грейдерную дорогу в Краматорск. Здесь нас обнаружили артиллеристы врага и начали обстрел. Залегли. Пошли вперед короткими перебежками. Вышли на последний склон к Краматорску, поле было под кукурузой, куда мы и ушли, а вышли к окраине города. Наша бригада (5-я отдельная гвардейская мотострелковая) брала завод. Заводом его и не назовешь, стояли одни металлические каркасы. После взятия завода наше подразделение получило задачу взять гору. Она была белая. Мы ее прозвали „Меловой“. А может быть, это была белая глина.
Тяжелые бои у нас разгорелись на этой самой горе. Здесь оказался сильно укрепленный участок. Были металлические колпаки, доты, дзоты. Но после хорошей артподготовки и участия танков удалось выбить противника. Наше подразделение было направлено на красноармейское направление, а позже переброшено на запорожское».
Большую помощь нашим наземным войскам в этих боях оказали летчики. Так, 5 февраля в районе Краматорска восемь истребителей Як-1 встретили четыре Хе-111, три Ю-88 под прикрытием четырех Me-109. Пара советских истребителей стремительно атаковала сверху и сзади «юнкерсов». В первой же атаке старший лейтенант К. Я. Лебедев сбил один «юнкерс». Вторая пара наших истребителей, где ведущим был младший лейтенант Н. С. Путько, атаковала четыре Me-109. С первых же минут боя ведущий поджег один «мессершмитт», а остальные три, не выдержав смелых и дерзких действий наших летчиков, бросили свои бомбардировщики и скрылись. В это же время третья пара в составе старшего лейтенанта А. И. Тимошенко и старшины К. П. Шкурина ринулась на четырех «хейнкелей» и с первой атаки уничтожила два самолета. Остальные пытались уйти, но были атакованы майором К. Г. Обшаровым и сержантом Ф. С. Бессоновым и сбиты.