Drugi pokušaj oslobađanja Harkova napravljen je u maju 1942. Kao rezultat operacije Barvenkovo-Lozava, sovjetsko zapovjedništvo nije uspjelo osloboditi Harkov u siječnju 1942., ali južno od Harkova, na zapadnoj obali rijeke Seversky Donets, nastala je izbočina Barvenkovsky dubine 90 km i širine 100 km. Izbočina je duboko ušla u njemačku obranu, ali u njenom podnožju u području Izyuma bilo je usko grlo, sa sjevera su Nijemci visili s Balakleye, a s juga sa Slavyanska. S početkom proljetnog odmrzavanja u ožujku, aktivna neprijateljstva s obje strane su obustavljena, a suprotne strane počele su se pripremati za proljetno-ljetne operacije.
Planovi sovjetske i njemačke komande
Štab Vrhovne komande Sovjeta pošao je od činjenice da će Nijemci napredovati prema Moskvi, a Hitler je pripremao operaciju Blau, koja pretpostavlja ofenzivu na jugu sovjetsko-njemačkog fronta s ciljem proboja do naftnih polja na Kavkazu.
Sovjetska komanda je na sastanku u Kremlju krajem marta razmotrila prijedloge komandanta jugozapadnog pravca Timošenko i odobrila plan kampanje za proljeće-ljeto 1942. godine. Kako bi se Moskva zaštitila od njemačke ofenzive s juga, odlučeno je pokrenuti ofenzivu s istaknutog Barvenkova i osloboditi Harkov, uništiti opkoljene njemačke trupe na ovom području, pregrupirati snage i, napredujući sa sjeveroistoka, zauzeti Dnjepropetrovsk i Sinelnikovo. Jugozapadni front trebao je osloboditi grad od Harkova uz pomoć konvergentnih udara sa sjevera i juga.
Južni front pod komandom Malinovskog nije trebao napredovati, imao je zadatak da desnim krilom ojača na okupiranim linijama i osigura ofenzivu trupa jugozapadnog fronta u smjeru Harkova. Sovjetsko zapovjedništvo nije predviđalo mogućnost njemačke ofenzive na platformi Barvenkovo.
Severno od Harkova napadale su tri vojske: 38., 28. i 21.. Glavna uloga dodijeljena je 28. armiji pod komandom Ryabysheva. Ona je, u saradnji sa 6. i 38. armijom, također trebala opkoliti i poraziti snage 51. korpusa njemačke vojske u oblasti Chuguev jugoistočno od Harkova.
Sa ruba Barvenkovskog južno od Harkova, 6., 9. i 57. armija i armijska grupa generala Bobkina zadale su udarac za pokrivanje Harkova s jugozapada i opkolile 6. njemačku armiju zajedno sa 28. armijom koja je napredovala sa sjevera. Glavna uloga dodijeljena je 6. armiji i Bobkinovoj grupi, koja je trebala napredovati u pravcu Merefa - Harkov, prekinula njemačke komunikacije zapadno od Harkova i, nakon što je napravila proboj na zapad, zauzela grad Krasnograd.
Prema planu operacije, sovjetske trupe sa snagama 38. i 6. armije trebale su njemačke trupe odvesti u "kotao" na području Čugueva, a drugi "kotao" sa snagama 28., 6. armije i vojna grupa Bobkin u oblasti Harkova. Bobkinova grupa udarila je duboko prema zapadu, osiguravajući vanjski prednji dio okruživanja i stvarajući mostobran za napad na Dnjepar.
Ofanziva s ruba Barvenkova bila je rizična, jer su Nijemci lako mogli organizirati "kotao" za sovjetske trupe, presjekavši "usko grlo" u regiji Izyum, što se kasnije i dogodilo.
Na početku proljetno-ljetne kampanje, njemačka komanda Grupe armija Jug, podržavajući operaciju Blau, postavila je zadatak svojih trupa da uklone izbočinu Barvenkovsky u uskom grlu s dva konvergentna udara iz Slavjanska i Balakleje (operacija Frederikus). Iz Slavjanske regije trebale su napredovati jedinice 1. tenkovske armije Kleist i 17. armije Hoth. Trupe za ovu operaciju počele su se koncentrirati zimi, njemačka komanda je ovdje dovukla grupu od 640.000 ljudi.
Zahvaljujući zrakoplovstvu i obavještajnoj službi, Nijemci su znali za pripreme Timošenkove za ofenzivu, a sovjetska komanda nije mogla popraviti koncentraciju njemačkih trupa u tom smjeru.
Kao rezultat toga, u ožujku-travnju 1942. u regiji Harkov došlo je do prave trke za pripremu ofenzivnih operacija usmjerenih jedna protiv druge, a pitanje je bilo tko će prvi početi i hoće li uspjeti nadigrati neprijatelja.
Početak sovjetske ofenzive
Sovjetske trupe prve su započele ofenzivu. Dana 12. maja, nakon snažne artiljerijske paljbe, krenuli su u ofenzivu sa sjevera i juga Harkova. Za Nijemce, koji su se sami spremali pokrenuti ofenzivu 18. maja, ovaj iščekivajući udar bio je još neočekivan.
Na sjevernom boku, 28. armija, koja je napredovala u Volčanskoj oblasti, probila je njemački front do dubine od 65 km i do 17. maja se približila Harkovu. U gradu se već čula artiljerijska kanonada i svi su čekali brzo puštanje. Na južnom boku udarna grupa koja je djelovala s izbočine Barvenkovo također je probila front i, otišavši 25-50 kilometara dublje, stigla do Merefe i Krasnograda, poluokruživši potonji, stvarajući prijetnju da opkoli Harkov sa zapada.
Na sjevernoj zastavi trupe 28. armije stigle su do predgrađa Harkova, ali su Nijemci prebacili dodatne snage na ovo područje s južnog krila i upotrijebili snage koje su se spremale za napad na podnožje Barvenkovskog. Njemačka komanda, koja je imala superiornost u ljudstvu, pojačala je otpor na sjevernom krilu i sovjetska ofenziva je stala. Žestoke borbe započele su između Chugueva i Starog Saltova, odakle su sovjetske trupe pokušale opkoliti Chuguev. Nitko nije htio popustiti, na primjer, selo Peschanoe mijenjalo se u više navrata tijekom nekoliko dana, ali sovjetske trupe nisu mogle dalje napredovati.
Zapovjednik Grupe armija Jug, feldmaršal Bock, izašao je s prijedlogom da mu se prebaci nekoliko divizija iz 1. tenkovske armije, koja se spremala napasti bazu Barvenkovsky, kako bi zaustavila neprijateljsko napredovanje. No, ovo je okončalo operaciju Fridericus, pa je odbijen i započele su pripreme za protuofenzivu u podnožju Barvenkovskog.
Na južnom krilu, 6. armija Gorodnjanskog se ponašala pasivno, zapovjednik se nije žurio da u proboj uvede 21. i 23. tenkovski korpus, što je omogućilo Nijemcima da premjeste trupe na sjeverni bok i zaustave sovjetsku ofenzivu. Najvjerojatnije, ako bi na južnom boku nastala ozbiljnija prijetnja opkoljavanja Harkova sa zapada, Nijemci bi morali povući trupe iz blizine Slavjanska i prebaciti ih u prijeteći smjer. Ali sovjetsko zapovjedništvo nije žurilo s ofanzivom, izgubilo je vrijeme i Nijemci su uspjeli koncentrirati trupe za udar na podnožje platforme.
Osim toga, trupe Južnog fronta nisu poduzele aktivnu akciju, a 57. i 9. armija podređena Južnom frontu, koje su zauzele južnu stranu Barvenkovskog ruba, nisu se ni pripremile za aktivnu odbranu. Borbene formacije trupa nisu bile ešalonirane, nije bilo opreme za inženjering terena, a dubina obrane bila je samo 3-4 km.
U zauzimanju Harkova, trupe su pretrpjele velike gubitke, jer su tenkovi i pješadija često jurili u dobro utvrđenu neprijateljsku odbranu bez izviđanja i potiskivanja topništvom. Do 17. maja trupe su bile iscrpljene neprekidnim borbama i neprijatelj ih je zaustavio na mnogim sektorima fronta.
Nemačka kontraofanziva
Njemačka kontraofanziva započela je 17. maja, Klaistova 1. tenkovska armija nanijela je dva razdjelnička udarca u pozadinu nadirućih sovjetskih jedinica, jedan od Andreevke do Barvenkova, a drugi od Slavjanska do Dolgenkaje, sa kasnijim izlaskom obje grupe u Izyum. Svrha ovih udara bila je presjeći odbranu 9. armije, zaokružiti i uništiti grupaciju istočno od Barvenkova s daljnjom ofenzivom na Izyum-Petrovskoye u smjeru Balakleje kako bi se pridružila jedinicama 6. armije na Čuguevskom rubu i opkoli cijelu grupu sovjetskih trupa na Barvenkovskom stubu. Prvog dana ofenzive zauzeti su Barvenkovo i Dolgenkaya, u kojima je uništen komunikacijski centar 9. armije, što je dovelo do gubitka kontrole nad trupama.
U to vrijeme, na čelu ofenzive na južnom boku, 21. i 23. tenkovski korpus konačno su izbačeni u proboj, koji se produbio u njemačku obranu i dodatno se odvojio od baza za opskrbu koje su razbijale Kleistove tenkove.
Do 18. maja situacija se naglo pogoršala. Načelnik Glavnog stožera Vasilevski predložio je da se zaustavi ofenziva i povuku 6., 9., 57. armija i grupa generala Bobkina sa Barvenkovskog grebena. Timošenko je izvijestila Staljina da je ta opasnost pretjerana i da su trupe nastavile ofenzivu. Nijemci su rasporedili svoje trupe na Zapad, zauzeli Lozovaju i 22. maja opkolili ostatke 57. armije i 21. i 23. tenkovskog korpusa koji su se ukrcali. Kao rezultat toga, do 23. maja Nijemci su zatvorili okruženje i cijela grupa je bila u "kotlu".
Rezultati borbi na Barvenkovskom rubu
5 streljačkih divizija 57. armije, 8 streljačkih divizija 6. armije, 2 streljačke divizije grupe armija Bobkin, 6 konjičkih divizija 2. i 6. konjičkog korpusa, 2 tenkovska korpusa, 5 tenkovskih brigada i druga artiljerijska, inženjerijska, pomoćna jedinice i stražnje službe. Ove trupe su bile iscrpljene od krvi, iscrpljene, podvrgnute stalnim zračnim udarima i u velikoj mjeri izgubile svoju borbenu moć.
Naredba za povlačenje izdata je tek 25. maja, u najtežoj situaciji bile su trupe, koje su prodrle duboko na zapad u Krasnogradsku regiju. Sada je linija fronta bila gotovo 150 km iza njih i morali su se probiti borbama do svojih. Nisu svi uspjeli izaći iz okruženja, samo su najuporniji i spremni za borbu do kraja stigli do Sjeverskog Donjeca.
Da bi se deblokirala zaokružena sovjetska grupacija kao dio Južnog fronta, formiran je konsolidirani tenkovski korpus, koji je od 25. maja počeo pokušavati probiti vanjski prsten opkoljavanja. Unutar obručanog prstena formirane su dvije udarne grupe koje su probile unutrašnji prsten. Prva grupa napredovala je iz područja Lozovenke prema konsolidiranom tenkovskom korpusu u Čepelu. Od 22 hiljade vojnika koji su krenuli u proboj, samo 5 hiljada ljudi uspjelo je probiti 27. maja. Ukupno je do 30. maja oko 27 hiljada ljudi uspjelo stupiti na položaje 38. armije i konsolidiranog tenkovskog korpusa. Nijemci su stvorili čvrsti prsten za opkoljavanje i, široko koristeći zrakoplove i tenkove, uništili ostatke sovjetske grupe. Većina opkoljenih je ubijena ili zarobljena, do večeri 29. maja borbe na desnoj obali Sjeverskog Doneca su prestale, ostalo je samo nekoliko džepova otpora.
Kao rezultat operacije u maju 1942., drugi pokušaj oslobađanja Harkova završio je u tragičnom "kotlu" Barvenkova. U borbama kod Harkova nepopravljivi gubici sovjetske vojske iznosili su oko 300 hiljada ljudi, bilo je i ozbiljnih gubitaka u naoružanju - 5060 topova i minobacača, 775 tenkova i stotine aviona. Prema njemačkim podacima, zarobljeno je 229 hiljada ljudi.
Opkoljavanje i kasnije uništavanje velikih snaga sovjetskih trupa na rubu Barvenkovskog dovelo je do činjenice da je obrana u zoni jugozapadnog i južnog fronta bila radikalno oslabljena. To je njemačkoj komandi olakšalo izvođenje unaprijed planirane operacije "Blau" za stratešku ofenzivu na naftna polja Kavkaza i stvorilo preduvjete za dolazak do Staljingrada i Volge.
