当沃罗涅日方面军抗击德军反突击时，草原方面军逐步摧毁德军的顽强抵抗，从东、北、西三面包围了哈尔科夫。德军迟滞苏军反攻的企图遭到失败。为免遭歼灭，德军于1943年8月22日开始向西南撤退。8月23日，草原方面军在沃罗涅日方面军协同下攻占哈尔科夫。
