Во время боя за село Перемога начальник штаба 1-го батальона 39-го гвардейского стрелкового полка старший лейтенант И.И. Исаков с группой стрелков умело обошел с фланга артиллерийскую батарею противника и уничтожил ее орудийные расчеты. Захватив шесть исправных гаубиц, гвардейцы открыли из них огонь по врагу. Группа бойцов во главе с начальником штаба 2-го батальона этого же полка старшим лейтенантом М.Д. Кириным ворвалась на северную окраину Перемоги, в короткой схватке уничтожила около двух десятков вражеских солдат, захватила четыре орудия и склад боеприпасов.
В результате напряженных боев 13-я гвардейская дивизия отбросила противника на 12–15 км, захватила до 60 исправных орудий и минометов, до 80 пулеметов, 17 радиостанций, несколько складов с боеприпасами и продовольствием [94] .
К исходу дня соединения 28-й армии вышли на подступы к Харькову, на линию высот, обступавших город с востока.
Соединения 38-й армии 13 мая продолжали наступать и в первой половине дня продвинулись на 6 км. На своем правом фланге и в центре они овладели несколькими населенными пунктами, в том числе селом Ново-Александровка.
В 13 часов на командный пункт фронта позвонил К.С. Москаленко. Он доложил, что противник при мощной поддержке авиации крупными силами танков наносит контрудар в направлении Старого Салтова во фланг наступающим войскам. Как выяснилось позже, немецкое командование в течение ночи и первой половины дня 13 мая сумело сосредоточить две подвижные группировки. Одна из них включала 3-ю танковую дивизию и два полка 71-й пехотной дивизии, в другую группировку вошли 23-я танковая дивизия и полк 44-й пехотной дивизии. Каждая из группировок насчитывала по 150–200 танков. Такого сильного удара массы танков с пехотой при мощной поддержке авиации дивизии 38-й армии не выдержали и отошли на восточный берег р. Большая Бабка.
Выход танков противника в район Старого Салтова позволял ему отрезать выдвинувшиеся вперед главные силы северной ударной группировки, которые могли потерять выгодный плацдарм на западном берегу Северского Донца. Главком немедленно распорядился передать из резерва 28-й армии в распоряжение Москаленко 162-ю стрелковую дивизию под командованием полковника М.И. Матвеева и 6-ю гвардейскую танковую бригаду, которой командовал подполковник М.К. Скуба. Командующему 38-й армией надлежало прочно закрепиться на восточном берегу Большой Бабки, не теряя локтевой связи с соседней 28-й армией.
Самым неприятным событием в этот день явилось то, что выдвинувшийся вперед южный фланг 28-й армии оказался обнаженным. Одновременно с танковым контрударом Паулюс постарался укрепить свою оборону в полосе наступления этой армии, усилив 79-ю и 294-ю пехотные дивизии. Для этого в районы населенных пунктов Липцы и Веселое в течение 13 мая он перебросил два пехотных полка.
Следовательно, если удар на Харьков с северо-востока начал тормозиться уже 13 мая, то наступление южной ударной группировки шло довольно успешно. Соединения 6-й армии вели упорные бои за Верхний Бишкин и Верхнюю Береку. Утром 411-я и 266-я стрелковые дивизии, прорвав вражескую оборону на восточном берегу р. Орель и отбив несколько контратак, форсировали реку. Вечером они завязали бой за опорные пункты противника на правом берегу. Тот понял, какую угрозу представляет для него выдвинувшийся вперед 6-й кавалерийский корпус (им командовал генерал А.А. Носков), и бросил сюда силы до пехотного полка при поддержке танков. Но кавалеристы отбили все контратаки и продолжали наступление.
Фон Бок информировал Гитлера о том, что ситуация в полосе 6-й армии продолжает оставаться весьма серьезной: прорыв советских войск у Волчанска по сравнению с прошедшим днем значительно углубился на север. Фельдмаршал высказался за отсрочку начала операции «Фридерикус-I», чтобы использовать часть сил из группы Клейста для нанесения удара в тыл войскам Юго-Западного фронта, прорвавшим оборону армии Паулюса под Волчанском. Гитлер ответил, что требуемые фон Боком войска следует подготовить к переброске, но с самой перегруппировкой пока подождать [95] .
Таким образом, в ходе напряженных боев соединения южной ударной группировки прорвали тактическую оборону противника на всю глубину. Ширина участка прорыва достигла 50 км. В полосе 6-й армии глубина прорыва составила 16 км, группы генерала Л.В. Бобкина – 20 км. Это было достигнуто благодаря своевременному вводу в сражение 6-го кавалерийского корпуса. Южнее Харькова были разбиты основные силы 108-й венгерской легкопехотной дивизии и 62-й немецкой пехотной дивизии. Серьезные потери понесли некоторые части 113-й пехотной дивизии. Согласно докладу штаба фронта противник потерял 55 танков. Еще 50–60 машин было повреждено. В качестве трофеев наступавшим досталось 77 орудий, 37 пулеметов, 37 минометов, 4 танка, 12 автомашин, был захвачен 151 пленный [96] . Следует обратить внимание еще на две цифры: в воздушных боях было сбито 14 вражеских самолетов, но на свои аэродромы не вернулись 25 машин [97] . Это означало, что потери ВВС фронта вдвое превысили потери противника. Вывод: немецкое командование значительно усилило свою авиационную группировку, и это оказало самое негативное влияние на последующий ход событий.