В районе села Городищи генерал Баграмян получил приказ взять роту НКВД, уничтожить прорвавшихся к штабу мотоциклистов противника, а потом двигаться на Сенчу. Иван Христофорович лично возглавил атаку, одержал полную победу в коротком, но жарком бою и, собрав по пути разрозненные группы красноармейцев, вышел к указанному месту. Но колонны штаба он так и не дождался. Как выяснилось позже, генерал Кирпонос послал его в демонстративную атаку с целью отвлечь внимание противника, а сам пошел в другую сторону.
Судьба распорядилась так. На рассвете 20 сентября штаб фронта был окружен фашистами и принял неравный бой. Командующий и начальник штаба генерал Тупиков пали смертью храбрых...
Гитлеровские надежды на победу не оправдались: маршал С. К. Тимошенко сумел в кратчайшие сроки возродить Юго-Западный фронт, оперативный отдел штаба которого возглавил генерал Баграмян. Общая обстановка требовала вновь отводить войска; на этот раз отход был тщательно подготовлен и проведен организованно и планомерно. Более того, теперь любые дерзкие действия противника заканчивались для него неудачей.
Отход завершился на рубеже Тим — Изюм — Ямполь, где была создана глубокая, прочная оборона. 5 ноября гитлеровцы попытались прорвать ее ударом в обход Ростова с севера. Маршал Тимошенко в соответствии с разработанным генералом Баграмяном предложением ответил мощным ударом по коммуникациям противника. Иван Христофорович с удивлением наблюдал, как опытнейший фон Клейст лезет в ловушку, не обращая внимания на заходящий ему в тыл кавалерийский корпус.
В чем дело? Снова какая-нибудь хитрость? Позже выяснили, что все было гораздо проще: успехи первых месяцев войны вскружили противнику голову и лишили его осторожности. Та же причина мешала врагу поверить в силу советской армии и возросшее боевое мастерство ее командиров, а потому озлобленное упрямство все больше сказывалось на его оперативных замыслах.
Дивизиям фон Клейста все же удалось захватить Ростов, но ненадолго: меч контрудара уже был занесен. Два дня бешено сопротивлялись фашисты, а затем начали отход, превратившийся в паническое бегство.
Войска Юго-Западного фронта продолжили наступление специально сформированной оперативной группой, штаб которой в течение одной ночи создал и возглавил генерал Баграмян.
Победа радостной вестью разнеслась по всей стране и вызвала скандал в гитлеровском стане. Фюрер в ярости осыпал бранью главнокомандующего сухопутными войсками генерал-фельдмаршала фон Рундштедта, пытаясь сорвать с него Железный крест, а еще нескольких генералов сместил со своих постов.
Первые успехи вызвали у командования юго-западного направления желание провести летом 1942 года ряд наступательных операций с целью освобождения Харькова и Донбасса. В последней декаде марта Иван Христофорович вылетел в Москву, куда вскоре прибыли Тимошенко и член Военного совета Н. С. Хрущев. Они-то и решили, что докладывать предложения к плану летней кампании Сталину будет генерал Баграмян: сам их разрабатывал, ему и карты в руки.
Доклад состоялся вечером 22 марта. Верховный главнокомандующий слушал внимательно, иногда задавая вопросы, по ним опытный штабист понял, что Сталин проверяет, насколько он, генерал Баграмян, подготовлен к своей должности. Поразило автора предложений то, насколько глубоко знал Сталин особенности применения различных родов войск, особенно артиллерии.
В ходе обсуждения доклада Верховный главнокомандующий сообщил, что летом ожидается новое крупное наступление противника на Москву, разъяснил положение на других фронтах, ситуацию с резервами, боевой техникой, вооружением и тактично подвел командование направления к выводу: задачи на лето придется ограничить лишь освобождением Харькова. Замысел операции предстояло разработать немедленно.
Иван Христофорович работал всю ночь напролет. Предложения по освобождению Харькова были приняты, но ни Ставка, ни командование фронтов, ни сам Баграмян не знали, что подготовка противником очередного наступления на Москву всего лишь ловкая имитация в рамках гигантской стратегической дезинформационной операции «Кремль». Подлинные направления главных ударов вели к Сталинграду и Кавказскому хребту. Поэтому войска Юго-Западного фронта, успешно начавшие было Харьковскую операцию 12 мая 1942 года, вскоре столкнулись с упорным, все возрастающим сопротивлением противника. Жестокие бои шли на земле и в воздухе, где советские летчики пока еще тщетно пытались положить конец господству фашистской авиации.