Успешно наступали и соединения 69-й армии генерала М. И. Казакова. Они сравнительно легко ликвидировали немецкие опорные пункты на западном берегу реки Оскол и перешли к преследованию отходивших частей панцер-гренадерской дивизии вермахта «Великая Германия». Однако немецкое командование ввело в сражение дивизию СС «Рейх», которой контрударом удалось замедлить наступление армии. По свидетельству командующего 69-й армией, «6 февраля неприятельские танки контратаковали на марше близ Белого Колодезя 180-ю стрелковую дивизию. Передовые ее части понесли при этом значительные потери. В некоторых батальонах оказались полностью выведенными из строя противотанковые средства вместе с расчетами, а немецкие танки продолжали наносить удары. Только при развертывании главных сил дивизии их натиск был сломлен».
К 10–12 февраля войска Воронежского фронта, продвинувшись на 100–120 км, создали угрозу окружения противника в районе Харькова. Введенный в сражение в полосе 40-й армии 5-й гвардейский танковый корпус генерала А. Г. Кравченко охватил город с северо-запада. Такая же возможность создавалась и с юга. Но действовавший здесь 6-й гвардейский кавалерийский корпус продвигался с трудом. Так, 12 февраля немецкие части из 2-го корпуса СС нанесли контрудар по 6-му кавалерийскому корпусу, выбив его из Мерефы и Новой Водолаги. Требовалось решительно нарастить усилия войск.
Чтобы сломить сопротивление противника, командующий 3-й танковой армии приказал 12-му танковому корпусу ударом на юг овладеть деревней Введенка, а затем наступать на Харьков с юга через Васищево, Безлюдовку и Основу.
Благоприятно складывалась обстановка на курском направлении. Соединения 60-й армии к исходу 6 февраля вышли на подступы к городу Курску. Командующий армией генерал И. Д. Черняховский для овладения городом создал две группы, которые нанесли противнику удар с севера и юга, создав тем самым реальную угрозу его окружения. Он спешно начал отходить из города, взрывая и поджигая здания. Утром 8 февраля старинный русский город Курск был освобожден.
Наступил последний, самый ответственный этап операции «Звезда» — освобождение города Харькова — крупного промышленного и административного центра. Германское командование стремилось удержать его любой ценой. Гитлер считал, что потеря Харькова может сильно отразиться на престиже Германии. Поэтому 10 февраля с рубежа Северского Донца к Харькову был переброшен 2-й танковый корпус СС. Город был разделен на несколько секторов. Северный и восточный обороняла панцер-гренадерская дивизия СС «Рейх», а южный — панцер-гренадерская дивизия СС «Лейбштандарт СС Адольф Гитлер». Кроме них создавался специальный армейский корпус под командованием генерала Рауса. В него включались подошедшая из резерва 167-я пехотная дивизия, а также отступавшие с рубежа реки Оскол части 168-й пехотной дивизии и панцер-гренадерской дивизии вермахта «Великая Германия».
Сосредоточенные для обороны Харькова два корпуса были объединены в оперативную группу под командованием генерала Ланца. Она имела 55 тыс. человек, 720 орудий и минометов, 104 танка. Как отмечается в дневнике военных действий штаба вермахта, «командующий группой армий „Б“ приказал оборонять Харьков на рубеже Змиев, Рогань, Липцы и 11 февраля нанести глубокий решительный удар в южном направлении с целью задержать продвижение восточной и северной групп противника».
В разгар боев за Харьков немецкие войска на южном фланге советско-германского фронта были вновь реорганизованы. 13 февраля 1943 года на базе группы армий «Б» были созданы группы армий «Центр» (туда отошла 2-я полевая армия вермахта) и «Юг» (в которую были включены 4-я танковая армия вермахта, в том числе немецкие войска, обороняющие Харьков: оперативная группа «Ланц» из корпусов «Раус» и 2-го танкового корпуса СС).
В результате ожесточенных боев, проходивших в течение 12–14 февраля 15-й танковый корпус, 48-я гвардейская и 160-я стрелковые дивизии сбили панцер-гренадерскую дивизию СС «Лейбштандарт СС Адольф Гитлер» с внешнего оборонительного обвода, который проходил по пригородам Харькова, и завязали бой за тракторный, станкостроительный и плиточный заводы. 62-я гвардейская стрелковая дивизия, усиленная 179-й танковой бригадой, овладела населенным пунктом Основа. 12-й танковый корпус после освобождения Введенки у Лизогубовки (2 км восточнее Васищево) встретил упорное сопротивление врага и был остановлен. 111-я стрелковая дивизия полковника С. П. Хотеева также вела бои на этом рубеже.