17-я армия имела несколько более легкую задачу. Основные силы ее отошли на таманский плацдарм и организовали здесь оборону, отражая сильные удары русских войск. Снабжение этой армии осуществлялось через Крым.
В результате отхода немецких войск с Волги и Кавказа все районы, захваченные в период летне-осеннего наступления, были почти полностью отданы противнику. При этом немецкие войска потеряли много сил, так и не добившись серьезного ослабления боевой мощи русских. Все надежды на вовлечение стран Среднего Востока в борьбу против Англии и на захват нефтяных месторождений Кавказа, которые должны были способствовать росту немецкой авиации и моторизации, немцам пришлось оставить. Вместе с тем наступательные возможности русских все еще не были исчерпаны. Район между Северским Донцом и Воронежем стал ареной нового удара русских. Жертвой этого удара явились в первую очередь 2-я венгерская и 2-я немецкая армии, причем последняя была чрезвычайно ослаблена в результате передачи части сил на Южный фронт. В тылу венгерской армии, имевшей в своем составе 10 дивизий, находился в резерве один немецкий корпус из двух дивизий.
14 января на южном участке русские перешли в общее наступление. Войскам оперативных групп Холлидта и Фреттер-Пико, занимавших оборону по правому берегу Северского Донца, вначале удалось отбить атаки войск противника, наступавших на его левом фланге. Однако на участке 8-й итальянской армии, оборонявшейся на фронте между Северским Донцом и Новой Калитвой, а также на участке 2-й венгерской армии севернее Коротояка противнику удалось прорвать оборону, в результате чего итальянский корпус альпийских стрелков и основные силы действовавшей на Дону севернее Коротояка 2-й венгерской армии оказались под угрозой окружения.
На севере русские, прорвав оборону, устремились на запад к реке Оскол и, продвигаясь частью сил от Коротояка в юго-западном направлении, ударом во фланг смяли оборону венгерских войск на Дону. Остальные силы русских повернули из района прорыва на север, нанося удар во фланг и тыл 2-й армии. Венгерская армия сразу же оказалась расколотой на части и стала в панике отступать на запад и на север. Немецкий корпус, находившийся в резерве, не был в состоянии предотвратить развитие этих событий, однако ему удалось создать узел сопротивления, в который не замедлили влиться разрозненные части венгров, а также части отважно сражавшегося итальянского корпуса альпийских стрелков.
Как уже указывалось выше, в результате прорыва русских возникла сильная угроза для войск правого фланга 2-й армии, которые во взаимодействии с одной венгерской дивизией, входившей в состав 2-й венгерской армии, создали на фланге довольно прочную оборону и в первое время успешно удерживали ее. Вскоре стало очевидно, что противник подготавливает еще один удар из района восточнее Ливен против повернутого на запад левого крыла 2-й армии.
Через несколько дней после начала русского наступления обстановка сложилась таким образом, что между Северским Донцом в районе Ворошиловграда и левым флангом 2-й армии южнее Воронежа образовалась огромная брешь, в которой оставались лишь отдельные очаги сопротивления. Сил, которыми можно было бы закрыть эту брешь, немцы не имели. В районе Воронежа крупные силы 2-й армии, которую Гитлер не разрешил своевременно отвести назад, оказались под угрозой окружения, так как русские танковые соединения, введенные в прорыв на фронте 2-й венгерской армии, продвинулись далеко на запад и вышли к Горшечному, очутившись таким образом глубоко в тылу 2-й армии. 21 января Гитлер дал разрешение оставить Воронеж, однако происшедшее в результате этого сокращение линии фронта было далеко не достаточным, чтобы в этой обстановке высвободить силы, достаточные для спасения армии, попавшей в чрезвычайно тяжелое положение.