В начале октября Таганрог и Ростов остались без надежного прикрытия. По приказу Ставки 10 октября был создан Таганрогский боевой участок в составе трех стрелковых дивизий под командованием генерала Ф. Н. Ремезова. Он получил задание подготовить и занять оборону по р. Миус и закрыть врагу путь на Ростов.
10 октября гитлеровцы захватили Мариуполь, угрожая Таганрогу и Ростову. Войска Таганрогского боевого участка часто переходили в контратаки, нанося фашистам ощутимые удары. Так, 13 октября механизированная группа под командованием полковника М. В. Колосова атаковала колонну танков и мотопехоты противника в районе ст. Корани (50 км северо-восточнее Мариуполя) и разгромила ее, заставив фашистов бежать. Однако и здесь надолго остановить врага не удалось.
Части 1-й немецкой танковой армии вышли к р. Миус севернее Таганрога. Войска Таганрогского боевого участка нанесли им сильный контрудар и за три дня боев отбросили на 10–15 км на запад от реки. Но когда подошли главные силы танковой армии Клейста, советские войска вынуждены были отступить на противоположный берег. Положение на левом фланге Южного фронта становилось все более сложным. Врагу удалось форсировать Миус, 17 октября захватить Таганрог, продвинуться к Ростову и в южные районы Донецкого бассейна. Здесь войска 18-й армии во главе с генералам В. Я. Колпакчи защищали Сталино, а 12-я армия генерала К. А. Коротеева вела оборонительные бои западнее Красноармейски.
Ожесточенные сражения шли в полосе Юго-Западного фронта, особенно в районе Полтавы, под Лозовой и Штеповкой, юго-западнее Сум. 28 сентября танковая и моторизованная дивизии противника прорвались вдоль дороги от Синевки на Штеповку. Для ликвидации прорыва были брошены на помощь 2-му кавалерийскому корпусу генерала П. А. Белова 1-я мотострелковая дивизия 40-й армии полковника А. И. Лизюкова и 1-я танковая бригада полковника А. М. Хасина. Задание было не легким: враг имел вдвое больше танков. Но советские танкисты вместе с кавалеристами смело атаковали гитлеровцев в районе с. Штеповка. Было захвачено 150 орудий, пять минометных батарей. Фашисты оставили на дорогах 1 тыс. грузовых автомобилей, 600 мотоциклов, 200 коней-грузовозов. Победа под Штеповкой подняла у советских воинов боевой дух.
В боях советские воины показывали примеры мужества и отваги. Парторг роты 1-й танковой бригады старший сержант Т. М. Шашло заменил убитого командира взвода и на его танке, ворвавшись на вражеские артиллерийские позиции, уничтожил шесть орудий. Когда фашисты подбили танк, Т. М. Шашло повел танкистов и пехотинцев в атаку. Село было освобождено от гитлеровцев. Старший механик-водитель М. П. Криворотов семь раз водил танк в атаку. После того как машина загорелась, отважный комсомолец направил свой танк на вражескую батарею и уничтожил ее. В последний миг он успел выскочить из пылающей машины.
Особенно ожесточенный характер носили бои в центре и на левом крыле Юго-Западного фронта. Здесь фашисты сосредоточили около 20 пехотных дивизий. Первый удар на себя приняла 226-я стрелковая дивизия под командованием А. В. Горбатова. Отбивая атаки превосходящих сил врага, она удержала рубеж, обеспечила развертывание и введение в бой других войсковых соединений.
Немецко-фашистские войска не добились решающего успеха в полосе Юго-Западного фронта. Но 5–6 октября на флангах фронта сложилось критическое положение. С севера гитлеровцы прорвали оборону соседнего Брянского фронта, захватили Орел, глубоко вклинились в тыл советских войск. Южнее под ударами противника стали отступать войска правого крыла Южного фронта. В связи с изменением положения 40-я и 21-я армии Юго-Западного фронта с 9 октября были отведены на линию Суджа — Сумы — Ахтырка — Котельва — Лихачовка. Тяжело пришлось войскам 38-й армии, оборонявшим подступы к Харькову. Фашисты сосредоточили здесь девять дивизий, из которых четыре наступали в обход Харькова с севера и пять — с востока и юга. Под натиском превосходящих сил противника 38-я армия с боями отошла к окраинам города.
22 октября четыре вражеские пехотные дивизии начали наступление на Харьков. Их атаки отражали 216-я стрелковая дивизия полковника Д. Ф. Макшинова, 300-я стрелковая дивизия полковника С. П. Меркулова, 57-я бригада НКВД и Харьковский полк народного ополчения. На следующий день бои завязались на улицах города. Отважно держались ополченцы. Хорошо зная свой город, они проникали в тыл врага и внезапно нападали на фашистов. Площадь им. Ф. Э. Дзержинского и прилегающие к ней большие дома несколько раз переходили из рук в руки. В боях за Харьков немецко-фашистские войска потеряли около 120 тыс. убитыми и ранеными, свыше 450 танков и бронемашин, до 3 тыс. автомашин и более 200 орудий.