Обходя опорные пункты и заграждения, подвижные группы противника устремились на фланги и тылы наших дивизий. К 8 часам фронт обороны 9-й армии на обоих направлениях был прорван. На барвенковском направлении войска противника продвинулись на север на 6-10 км, а в направлении на Долгенькую на 4–6 км.
Здесь на острие главного удара наступала 16-я танковая дивизия генерал-лейтенанта Хубе. Она действовала тремя боевыми группами: «группа Зикениуса» (2-й батальон 2-го танкового полка), «группа Крумлена» (1-й батальон 2-го танкового полка), «группа Витцлебена» (усиленный саперный батальон).
К этому времени немецкая авиация разрушила вспомогательный пункт управления и узел связи 9-й армии в Долгенькой. Во время одного из налетов авиации был ранен начальник штаба 9-й армии. Последующими налетами авиации германские войска окончательно дезорганизовали управление войсками 9-й армии. К 13 часам командующий армией вместе со штабом переехал на основной командный пункт в Каменку, а оттуда — на левый берег реки Сев. Донец. Эти перемещения командного пункта армии производились без ведома и разрешения штаба Южного фронта.
Разрушение противником узла проводной связи в Долгенькой, через который проходили и линии связи 57-й армии, неумение в полной мере использовать радиосвязь — все это повлекло за собой утерю связи штаба Южного фронта с командованием обеих армий и полную утерю управления войсками со стороны командующего 9-й армией в самый критический момент боя.
Немецкая 37-мм противотанковая пушка РаK 35/36 и то, что осталось от ее расчета, уничтоженного советскими танкистами. Юго-Западный фронт, полоса наступления 6-й армии генерала Городнянского, 15 мая 1942 года (АСКМ).
Разрывая фронт 9-й армии на ее флангах, немецкие войска уже к полудню продвинулись в глубь обороны частей на барвенковском и изюмском направлениях до 20 км и вели бои на южной окраине Барвенково и в районе Голая Долина. В этих условиях командиры соединений и частей 9-й армии вели бои изолированно, без увязки своих действий с соседями и резервами армии и фронта.
Немцы рвались к Барвенково. До полка пехоты с 14 танками атаковали восьмую роту 442-го полка 106-й стрелковой дивизии. Возглавляемые командиром 8-й роты Минаевским советские воины стойко сражались, отражая яростные атаки врага. Противник, потеряв восемь танков, не добился успеха и во второй половине дня начал обходить роту со стороны Викнино.
К 17 часам противник, сломив сопротивление полка 333-й стрелковой дивизии и частей 34-й кавалерийской дивизии, овладел Барвенково, за исключением северо-западной части, прикрываемой рекой Сухой Торец, где продолжали обороняться части отошедшей сюда 341-й стрелковой дивизии и 1118-й полк 333-й стрелковой дивизии. После этого немцы стали продвигаться на восток, вдоль обоих берегов реки Сухой Торец. 34-я кавалерийская дивизия начала отход к северу от реки Сухой Торец и к исходу дня, совместно с отошедшими подразделениями 106-й дивизии, заняла оборону, преградив немецким войскам путь на Изюм.
В оборонительных боях на подступах к Барвенково и в самом городе исключительный героизм проявили артиллеристы 897-го артполка 333-й стрелковой дивизии. Когда танки противника подошли к Барвенково, первой открыла огонь батарея старшего лейтенанта Парохина. Уничтожив головной танк, артиллеристы вынудили остановиться всю колонну. Тогда вся батарея открыла ураганный огонь и вывела из строя еще девять танков.
Когда орудия батареи Парохина заняли огневую позицию на южной окраине Барвенково, танки противника были уже в городе и начали обходить огневые позиции батареи. Расчет орудия сержанта Сухоноса огнем прямой наводкой подбил четыре танка, заставив остальные повернуть обратно.
На левом фланге 9-й армии ударная группа немецких войск к 14 часам вышла в район Долгенькая, Голая Долина. Отдельные группы немецких танков и пехоты, посаженной на танки и автомобили, стали распространяться в западном и восточном направлениях, стремясь охватить части 5-го кавалерийского корпуса и захватить переправы через реку Сев. Донец. Однако эти намерения противнику осуществить не удалось.
К 17 мая 1942 года 12, 15 и 121-я танковые бригады 9-й армии имели в строю 52 танка (шесть КВ, 18 Т-34,25 Т-60 и три Pz.HI). В середине дня, через несколько часов после начала немецкого наступления, связь между 15 и 121-й бригадами была восстановлена, и командование этих соединений в дальнейшем согласовывало свои действия. 12-я бригада (два КВ и восемь Т-34) имела связь только со штабом 5-го кавкорпуса.
Подбитый немецкий танк Pz.III Ausf.J с 50-мм пушкой L/42. Юго-Западный фронт, май 1942 года (АСКМ).
Тот же подбитый немецкий танк Pz.III Ausf.J с 50-мм пушкой L/42. Юго-Западный фронт, май 1942 года. Предположительно машина из состава 23-й танковой дивизии вермахта (АСКМ).
Танки 121-й танковой бригады (три КВ, восемь Т-34, 20 Т-60, три Pz. III) были выдвинуты на южную опушку леса восточнее Хрестище и поставлены в засаду. 15-я танковая бригада (один КВ, два Т-34, пять Т-60) получила задачу контратаковать противника в направлении Хрестище — Глубокая Макотыха. Танки и мотопехота вышли на южную окраину Хрестище, соединились с танками 121-й бригады и далее действовали совместно.
Колонна противника из 40 танков и 50 грузовых машин, двигавшаяся на Никольское, была встречена нашими танками и вынуждена свернуть с намеченного маршрута. Затем танки 15 и 121-я танковые бригады рассеяли другую автоколонну противника южнее Хрестище.
Вступая в бой по собственной инициативе, части 5-го кавалерийского корпуса отбили атаки немцев из района Долгенькая. Попытки противника выйти к переправам через реку Сев. Донец были отражены частями 333 и 51-й стрелковых дивизий.
Что касается 12-й танковой бригады, то ее участие в боях оказалось довольно пассивным. Правда, к утру 17 мая она насчитывала всего 10 танков (2 КВ и 8 Т-34), 2 45-мм пушки, зенитную батарею, 2 82-мм миномета, 3 ПТР, 5 ручных и станковых пулеметов и мотострелковый батальон в «140 активных штыков», представляя таким образом, усиленную танковую роту. В 12.00 штаб 5-го кавкорпуса передал распоряжение о приведении бригады в боевую готовность. Через час было получено распоряжение об атаке противника в направлении Долгенькая совместно со стрелковым полком 9-й армии. Однако бригада не нашла полка, и атака не состоялась. В 19.00 со стороны Адамовки до батальона пехоты атаковали Краснополье, но встретив сопротивление мотострелкового батальона 12-й бригады, отошли.
Начало немецкого контрнаступления и боевые действия южной ударной группировки с 17 по 18 мая 1942 года.
