Войска Южного фронта, взаимодействуя с 6‑й армией Юго — Западного фронта и с 56‑й Отдельной армией, должны были закрепиться на рубеже Барвенково, р. Миус, преграждая подступы к Донбассу. Решение это полностью выполнить не удалось, хотя армии Южного фронта, отойдя на промежуточный рубеж, притянули на себя часть сил немецкой группировки, нацеленной на Ростов.
Особое значение немецко–фашистское командование в это время придавало харьковскому направлению. Через Харьков гитлеровцам открывался путь к Донбассу, а затем и на Кавказ.
Харьковский промышленный район — один из крупнейших в стране — был исключительно важным в экономическом, политическом и военно–стратегическом отношении. На территории области до войны действовало свыше 1250 промышленных предприятий. Харьков давал свыше 40 процентов продукции всей машиностроительной промышленности Украины.
За короткий срок вся харьковская промышленность была перестроена на выпуск военной продукции.
В Харькове изготавливались лучшие в мире танки Т-34, а в начале войны здесь производились и бронепоезда. Областной комитет партии, секретарем которого был А. А. Епишев, с первых же дней войны мобилизовал коммунистов Харьковщины на то, чтобы вся работа трудящихся области проходила под лозунгом «Все для фронта, все для победы».
Из харьковчан было сформировано несколько боевых дивизий, многие тысячи трудящихся вступили в ряды народного ополчения. Более двухсот тысяч жителей города участвовало в строительстве оборонительных рубежей.
Начальником Харьковского гарнизона был генерал–майор И. И. Маршалков, военкомом — старший батальонный комиссар П. П. Лисин и начальником штаба — полковник Н. Я. Приходько.
Следует отметить, что Харьков неплохо подготовился к круговой обороне. Для усиления его гарнизона командующий 38‑й армией выделил 216‑ю стрелковую дивизию и 764‑й артиллерийский полк. С севера предместья Харькова обороняла 212‑я стрелковая дивизия полковника И. М. Шутова, отличившаяся у Кременчуга и Полтавы. Здесь же городские кварталы обороняли харьковчане–ополченцы. Слева от них держали оборону два полка 216‑й стрелковой дивизии. Они прикрывали город со стороны Полтавского и Комсомольского шоссе.
С выходом на подступы к Харькову гитлеровцы подтянули резервы и усилили натиск. Войска 38‑й армии не смогли удержаться на полевых позициях и отошли на городские окраины.
С утра 20 октября наши войска начали упорные оборонительные бои на окраинах города, которые не затихали пять ночей и дней.
Главный удар трех полнокровных немецких пехотных дивизий, усиленных артиллерией и 100–120 танками, поддерживаемых с воздуха 150 самолетами, приняли на себя части 216‑й стрелковой дивизии, 57‑й бригады войск НКВД и Харьковский полк народного ополчения, оборонявшиеся на западной окраине города.
22 октября с 8 часов утра совместными усилиями гарнизона и отошедших частей 300‑й и 169‑й стрелковых дивизий были предприняты контратаки. Смело действовала в направлении Куряжа 57‑я стрелковая бригада НКВД под командованием полковника М. Г. Соколова. В ходе атак бригада уничтожила до 250 гитлеровцев и совместно с подразделениями 300‑й стрелковой дивизии отбила у врага Куряж.
Тем временем 216‑я стрелковая дивизия контратаковала противника вдоль Полтавского шоссе на Коротич. Прорваться к этому населенному пункту не удалось, но в ходе контратаки части дивизии уничтожили до двух батальонов фашистской пехоты и задержали еще на сутки продвижение к Харькову двух пехотных дивизий врага. 300‑я стрелковая дивизия освободила поселок Основа и преградила путь 57‑й пехотной дивизии немцев с юга.
На следующий день враг продолжал интенсивный обстрел города, авиация наносила по Харькову сильные удары. Город пылал. Атаки гитлеровцев не прекращались. К вечеру им удалось вклиниться в полосу обороны 216‑й дивизии и подойти к Южному вокзалу.
В ночь на 24 октября наши войска под ударами превосходящих сил врага отошли на левый берег р. Лопань, взорвав за собой все мосты через реку.
Однако, несмотря на значительные потери, противник продолжал наращивать свои силы. К часу ночи 25 октября наши войска вынуждены были оставить Харьков. После этого еще сутки бои продолжались севернее города, на его восточной и юго–восточной окраинах.
Все важнейшие предприятия, подвижной состав железнодорожного транспорта, запасы сырья и другие ценности города были своевременно эвакуированы.