Продвинувшись на глубину 5–7 км и овладев пригородами Славянска, соединения армии вынуждены были отражать контрудар подошедшей из Донецка 100-й пехотной дивизии противника, усиленной танками. Бои приняли затяжной характер. В последний день января генерал Харитонов получил приказ закрепиться на достигнутом рубеже. Неудачными оказались также попытки 6-й и 38-й армий по овладению Балаклеей.
Ярким эпизодом последних дней операции стали бои 270-й стрелковой дивизии под командованием полковника З.Ю. Кутлина за Лозовую – крупный железнодорожный узел, через который вражеское командование питало и пополняло свои войска на этом участке фронта. Поэтому Лозовую и прилегавший к ней район противник особенно тщательно подготовил к обороне и спешно стягивал сюда резервы, пополняя свои сильно потрепанные 298-ю и 68-ю пехотные дивизии.
В основу предстоявшей атаки дивизии была заложена идея смелого маневра и нанесения решительных ударов с разных направлений. В ночь на 26 января части дивизии заняли исходное положение и с рассветом начали наступление. Подразделения врага, находившиеся на переднем крае, пытались сдержать натиск, но безуспешно. Советские части быстро продвигались вперед. В результате смелого маневра и решительного наступления гарнизон Лозовой оказался в окружении. Противник ожесточенно сопротивлялся – каждую улицу, каждый дом приходилось брать с боем. К 7 часам 27 января Панютино, Екатериновка, Лозовая и их окрестности были полностью очищены от врага. Он потерял убитыми более 600 солдат. Нашими войсками было взято в плен 25 солдат и офицеров, захвачено 21 орудие, 2 танка, 50 минометов, 100 пулеметов, 18 груженных военным имуществом железнодорожных эшелонов, сотни вагонов, десять армейских складов с различным военным имуществом, два больших склада с боеприпасами.
Успешно действовал 5-й кавалерийский корпус. Достигнув к исходу 28 января рубежа Сергеевки, он «навис» над жизненно важными для немецких войск железнодорожными линиями Красноармейское – Павлоград, Красноармейское – Чаплино.
К сожалению, были не только успехи. Если кавалеристы генерала Гречко, с ходу нанеся мощный удар по врагу, уже 27–28 января прорвались на 40 км в глубину его расположения, то остальные силы, которые должны были взаимодействовать с 5-м кавкорпусом, в эти дни не добились успеха, хотя и проявили немало примеров подлинного героизма.
31 января операция, получившая название Барвенково-Лозовской, закончилась. На совещании, состоявшемся в первых числах февраля, ее итоги подвел маршал Тимошенко. Было отмечено, что войска Юго-Западного и Южного фронтов не только прорвали сильную оборону врага, но и разгромили 298, 68 и 257-ю пехотные дивизии, 236-й противотанковый полк и 179-й пехотный полк, венгерский кавалерийский полк, штаб 257-й дивизии. Были захвачены знамена 457-го и 516-го пехотных полков. Кроме того, было нанесено значительное поражение частям 44-й, 295-й пехотных дивизий и частям 62, 76 и 94-й дивизий. За время операции противник потерял свыше 36 тыс. солдат и офицеров убитыми и несколько сот пленными[15].
Соединения трех армий и кавалерийские корпуса на 120-километровом фронте продвинулись более чем на 90 км, освободили свыше четырехсот населенных пунктов, овладели важным железнодорожным узлом – Лозовая и тыловой базой 17-й немецкой армии Барвенково, нарушили железнодорожное сообщение по линии Харьков – Донбасс через Лозовую. Для ликвидации этого прорыва командование немецкой армейской группы «Юг» израсходовало все свои резервы. Советские войска захватили 658 орудий, 40 танков и бронемашин, 843 пулемета, 331 миномет, 513 мотоциклов, 1095 велосипедов, 23 радиостанции, свыше 100 тыс. мин, около 80 тыс. снарядов, более миллиона патронов, 23 тыс. ручных гранат, восемь эшелонов с военно-хозяйственными грузами, 2400 подвод, 2800 лошадей. В числе трофеев были 261 автомашина и 160 вагонов с военным имуществом[16].
Бывший полковник 6-й немецкой армии В. Адам, вспоминая период Барвенково-Лозовской операции, писал: «Кое-кто из строевых офицеров был настроен мрачно. У многих солдат не осталось и следа от прежнего подъема, от веры в победу, воодушевлявшей их в первый год войны. Достоверно было одно: Гитлер и главное командование сухопутных сил сознательно или невольно лгали, когда бахвалились перед всем миром, что Красная Армия разбита. Разбитая армия не может без передышки атаковать в разных местах посреди зимы»[17].