沃罗涅日方面军是1942年苏军冬季反攻中战绩最好的部队，自1943年1月13日在顿河发起反攻后，该方面军首先歼灭了匈牙利第2集团军、意大利2个军和德军1个军，之后又将德军第2集团军包围，虽然后者得以逃脱，但德军B集团军群因此被德军统帅部解散。进入2月份，切尔尼亚霍夫斯基指挥的沃罗涅日方面军第60集团军解放了库尔斯克，第3坦克集团军、第40和第69集团军则在西南方面军第6集团军的配合下，于2月16收复了哈尔科夫。这座城市是苏联当时第四大城市，也是苏联重要的工业基地。
德军在这一期间损失了近30万人（含仆从国军队），沃罗涅日方面军和其一同在这个方向作战的布良斯克方面军第13集团军、西南方面军第6集团军则共计损失了15万人。无论从战绩和战损方面，苏军都取得了完胜。这其中，沃罗涅日方面军司令员戈利科夫功不可没。
如果按照这样的战绩打下去，戈利科夫在二战中的声望会与科涅夫、罗科索夫斯基等人齐名，但第二次哈尔科夫战役成为了戈利科夫的滑铁卢。
1943年2月17日，也就是哈尔科夫失守的第二天，希特勒来到顿河集团军群司令部所在地扎波罗热。他用咆哮的口气要求曼施坦因立即向哈尔科夫反击，夺回这座重要的城市。但在曼施坦因心平气和地发表一番意见后，希特勒改变主意。
之所以采纳曼施坦因的方案，是因为后者的计划要比夺回哈尔科夫诱人得多。根据曼施坦因的计划，德军暂时不理会占领哈尔科夫的沃罗涅日方面军，而是首先粉碎其左翼逼近第聂伯河的西南方面军，将其逐过北顿涅茨克河。随后德军再利用击退西南方面军后，在沃罗涅日方面军左翼打开的缺口，对沃罗涅日方面军实施突击，重新夺回哈尔科夫和库尔斯克。
曼施坦因能够决心发起反攻，首先要感谢希特勒在1个多月中给他提供的增援和补充。在这段期间，西线的15个师调给了曼施坦因，缺员的各师也得到了兵员和装备的补充。截止到1943年2月18日，南方集团军群共有30个师，这其中有13个是装甲师和摩托化师，坦克887辆。而且，德军统帅部还在不断地给他提供新的增援。
现在，曼施坦因的南方集团军群编内有第1装甲集团军、第4装甲集团军、霍利德战役集群、肯百夫战役集群和党卫军装甲军。其中，第1装甲集团军内有第3和第40装甲军；第4装甲集团军内有第48和第57装甲军；霍利德战役集群不久之后改编为第6集团军；第2集团军残部则再次被划归给中央集团军群。
在曼施坦因已经掌握的部队中，豪塞尔指挥的党卫军装甲军战斗力最强悍。该军共编有党卫军第1、第2和第3装甲师，也就是被后人更熟知的“希特勒师”、“帝国师”和“骷髅师”。每个装甲师兵力近2万人，配有1个坦克团，1个炮兵团、2个步兵团，以及侦察营、强击火炮营、高射炮营、工兵营、坦克歼击营各1个，全军坦克344辆，其中包含28辆虎式坦克。
编内的军官和士兵大多数是希特勒的忠实党徒，不仅训练有素，而且行为凶狠残忍。据记载，党卫军第1装甲师的侦察营长因为自己的狗被炸死，就亲手枪杀了30名平民以泄愤，由此可见党卫军的残忍程度。
曼施坦因发起反攻的另外一个重要因素是苏军已经不再坚不可摧。戈利科夫的沃罗涅日方面军和瓦杜丁的西南方面军都距离自己的后勤基地有250~300公里远，而且沿途的道路和桥梁大多遭到损毁。西南方面军的燃料还剩下半个基数，弹药则连半个基数都不到。部队的坦克消耗了一大半，剩余的坦克也因为没有油料无法启动。步兵的情况也很糟糕，从11月底反攻以来，部队没有经过休整，连续作战3个月，体能已经到了极限。这种情况和苏军在1941年冬季反攻后期非常相似。
截止到2月18日，也就是希特勒批准曼施坦因的反攻计划的第二天。战场的形势如下：在哈尔科夫方向，德军肯百夫集群和党卫军装甲军与苏军形成对峙，苏军共有沃罗涅日方面军第38、第40、第69集团军，第3坦克集团军和西南方面军第6集团军。在哈尔科夫以南地区，德军第1和第4装甲集团军和苏军西南方面军主力对峙；在南面的米乌斯河至亚速海岸，德军霍利德战役集群与南方方面军对峙。
这其中，只有哈尔科夫以南的苏军西南方面军还在向第聂伯河进攻，瓦杜丁下达给第6集团军、近卫第1集团军和波波夫机械化集群的任务是在第聂伯河西岸建立登陆场，以便于下一步夺回基辅。
曼施坦因反攻的第一步就是要打击西南方面军最突出的这三个集团军。为此，他将北面的帝国师和骷髅师调到中路克拉斯诺格勒地域，与第4装甲集团军组成北翼集群；第1装甲集团军调往红军村、巴普洛格勒地区，形成对苏军南翼的威胁。战役发起后，德军将从三个方向突击，完成对苏军上述3个集团军的分割包围。
对于德军的调动，瓦杜丁和戈利科夫不是不知道，空军侦察机在2月19日白天已经发现德军的装甲部队在向克拉斯诺格勒和红军村集结。可二人都认为德军的调动是为了掩护部队向第聂伯河一线后撤，所以苏军应该加快进攻，争取在春季来临前将德军合围在第聂伯河东岸。否则，春季期间泥泞的道路，就无法实施坦克的快速突击。为此，瓦杜丁要求部队继续向西进攻，而不是转入防御，阻击德军的反击。
这是瓦杜丁在战场上第一次因为贪功冒进而导致的失败，战后他因为朱可夫和华西列夫斯基的力保而免于处分。但他显然没有吸取这次教训，在几个月后的“鲁缅采夫统帅”行动中，他旧错重犯，又一次落入曼施坦因的陷阱。若不是当时苏军已经足够强大，能够承受战场上的失误，苏军在库尔斯克会战的胜利也不会那样彻底。
1943年2月19日夜，豪塞尔的党卫军首先向北面的苏军第6集团军实施反击。帝国师和骷髅师的进攻让苏军措手不及，虎式坦克在空中和地面步兵的配合下冲入苏军薄弱的防御阵地，苏军近卫第4步兵军的阵地被德军撕开了30多公里宽的缺口。随后跟进的德军潮水般涌向巴普洛格勒。
2月20日，南翼的第1装甲集团军第40军开始向苏军波波夫集群发起反击。波波夫手上的坦克不到40辆，而且油料匮乏。当晚，波波夫请求后撤，瓦杜丁给他的答复是继续进攻，不要让敌人跑掉。就这样波波夫在德军向他进攻的同时，命令第25坦克军继续进攻曼施坦因的指挥部所在地扎波罗热，苏军的坦克距离扎波罗热最近时只有10公里，但是被德军打退。
2月22日，德军第4装甲集团军也转入进攻，当面苏军近卫第1集团军迅速溃败。前卫部队近卫第1坦克军和第25坦克军因为坦克没有油料，坦克兵只好扔掉坦克，徒步向后撤退。德军则于2月23日攻占巴普洛格勒，切断了近卫第1集团军的退路，将第25坦克军和2个步兵师合围。
直到此时，包括方面军司令部和苏军统帅部还是没有意识到问题的严重，斯大林在其23日发布的指令中，虽然提到“敌人的军队已受到强大的打击，可是敌人还没有彻底被打败”，但他在指令中认为“德国军队遭到了惨败，死板的普鲁士战术已经不能适应新的战争形势”。直到2月25日，苏军才认识到德军的反击后果会很严重，遂命令西南方面军撤退至北顿涅茨克河一线。
从2月28日开始，瓦杜丁的部队开始后撤，一路上德军穷追不舍，苏军则不顾一切的冒着敌方炮火，穿过毫无遮挡的地区，狼狈不堪。由于德军的包围圈还不严密，西南方面军被围的部队也向东突围，至3月3日，西南方面军退至北顿涅茨克河东岸。在此期间，苏军在战场上遗尸2.3万具、9000人被俘，另有615辆坦克和345门火炮被德军缴获。
曼施坦因对战果并不满意，可惜自己手中的兵力不占优势，否则他一定能够围住更多的苏军，瓦杜丁的部队虽然狼狈，可兵力损失并不算大，只是坦克基本上都丢给了德军。
随着西南方面军后撤至北顿涅茨克河东岸，其北面的沃罗涅日方面军的南翼完全暴露给德军，他们也成为了曼施坦因打击的第二个目标。
为此，德军迅速把更靠近北面的党卫军和第4装甲集团军北调，并在哈尔科夫东南的巴拉克列亚渡过北顿涅茨克河，与此前在这里防御的肯百夫战役集群一道向苏军发动攻势。德军的部署是：第4装甲集团军的8个师从南面进攻苏军第6集团军（属西南方面军）、第69集团军和第3坦克集团军；西面是肯百夫集群，以及刚从中央集团军群调来的第7军和从第17集团军调来的第52军，当面苏军是第38、第69和第40集团军。
在德军进攻西南方面军期间，戈利科夫已经开始调整部署，他命令哈尔科夫最西面的第38和第60集团军停止进攻转入防御，并从那里抽调了3个师又2个旅部署到哈尔科夫以南。但这样的调整是不够的，苏军的战线太长，兵力过于分散。相对于德军的部署，苏军像一只伸出去的手掌，而德军像两只拳头。
统帅部也没有做出正确的反映，他们决定让第64集团军增援哈尔科夫，并要求前线部队守住现有阵地。可增援部队赶到这里需要时间，曼施坦因可不会让苏军做好准备。
3月2日，南面第4装甲集团军的第48装甲军开始向雷巴尔科的第3坦克集团军发动进攻，第57装甲军也于6日向北面的苏军进攻。此时，雷巴尔科的集团军只有50辆坦克可用，他们和数倍于己的德军坦克激战了2天，致德军仅向北推进6~8公里。但经此一战，第3坦克集团军除近卫第6骑兵军尚建制完整，集团军其余部队损失殆尽。德军宣称击毙苏军1.2万人，缴获60辆坦克，并俘获少量苏军。
3月6日，第4装甲集团军第57军从哈尔科夫以西南方向展开攻势，苏军第69集团军的防线很快就被德军打开一个15公里宽的口子，德军借此向哈尔科夫突击。3月8日，苏军在德军的两个突击方向上展开反击。结果是德军的突破口越来越大，哈尔科夫以南地区防线被德军全部突破。
3月11日，党卫军第1装甲师迂回到哈尔科夫北郊，形成对哈尔科夫三面包围的态势，城内守军只有第3坦克集团军的残部。12日开始，双方在城内展开巷战，一向凶残的党卫军第1装甲师在巷战中损失惨重，全师仅剩下22辆坦克可用，虎式坦克连的9辆坦克早已经全部退出战场。
3月14日，戈利科夫下令放弃哈尔科夫。守军则于次日向东突围，德军于3月16日第三次攻占哈尔科夫城。在巷战中遭受巨大损失的党卫军第1装甲师（希特勒师）为了报复，屠杀了抓获的所有苏军战俘。
3月17日，雷巴尔科率领第3坦克集团军撤到西南方面军的防区。该集团军自1月13日转入反攻以来，首先在顿河西岸与第40集团军围歼了匈牙利第2集团军，然后挥师西进300多公里，打到哈尔科夫。现如今，集团军已经所剩无几。
在哈尔科夫以西，德军于3月10日展开进攻，目标是哈尔科夫以北的库尔斯克。显然，曼施坦因并不满足只是夺回哈尔科夫。3月11日，德军攻占博戈杜霍夫，苏军第40、69集团军被迫后撤。3月13日，德军大日耳曼师成功地切入了苏军第40、69集团军的接合部，并突入别尔哥罗德西面的鲍里索夫卡。
从3月17日起，攻取了哈尔科夫的第4装甲集团军，也开始以第48装甲军和党卫装甲军向北挺进，配合对别尔哥罗德的攻势。在德军前进道路上，德军飞机不断轰炸苏军阵地，为装甲车清道。
在“大日耳曼”师和党卫军装甲军的联合攻势下，别尔哥罗德于3 月18日陷落。设在这里的沃罗涅日方面军司令部以及督战的华西列夫斯基在清晨慌忙撤离了这里，退到北面的奥博扬。由于遭到德军从西、南两面展开的进攻，苏军第69集团军只得退过北顿涅茨河，留下第40 集团军在别尔哥罗德西面继续抵抗。
此后，德军继续追击撤退中的沃罗涅日方面军，并趁机扩大占领区。曼施坦因打算在春季泥泞季节开始前，向北面的库尔斯克和东面的沃尔昌斯克方向推进。按照曼施坦因的下一步计划，南方集团军群将和中央集团军群右翼部队夺取库尔斯克，在冰雪融化前尽可能的夺取更多地区。
但是冰雪开始融化，道路变得泥泞不堪，德军向库尔斯克方向的推进变得极为困难。再加上苏军近卫第1骑兵军的阻击，德军最终于3月27日停下了进攻的步伐。
至3月下旬，苏军统帅部从列宁格勒方向调来了第1坦克集团军，从斯大林格勒调来了第64集团军，从中央方面军调来了第21集团军。上述三个集团军在别尔哥罗德以北构筑了新的防线，与德军形成对峙。这个地区也成为了苏军库尔斯克突出部的南部。
在德军3月份的攻势中，戈利科夫的沃罗涅日方面军纯减员（阵亡、失踪、被俘）8.6万人、坦克322辆、火炮和迫击炮3185门，这其中包括苏联英雄、第15坦克军军长科普佐夫。
德军的损失没有统计数字，仅有参战的党卫军3个师的战损，约1.1万人，其他部队损失虽然没有准确数字，通过党卫军的损失来看，德军的损失应该也不小。
从双方损失来看，第二次哈尔科夫战役（德军称其为第三次哈尔科夫战役）的规模不算大，双方加起来的战损也不超过20万。这对于苏德战场自爆发以来就始终保持高强度、高消耗的特点来说，兵力的损失都是双方能够接受的。这次战役之所以被关注，还是因为其具备的特殊意义。
对于德军来说，此次战役结束了自1942年11月以来的溃败。从斯大林格勒到哈尔科夫，苏军一路势如破竹，德军连一次像样的反击都没有组织起来。据希特勒的副官回忆，2月16日德军丢失哈尔科夫，希特勒在2月17日抵达曼施坦因指挥部，德军将领们的目光里已经流露出对统帅的不信任，这在以往是从没有出现过的。此战后，德军的南部战线终于稳定下来。
对于苏军来说，第三次丢失哈尔科夫是难以接受的。这座仅次于基辅的乌克兰第二大城市、苏联的第四大城市、T-34坦克的诞生地，古老的俄罗斯历史名城已经被战火洗刷了三次。
战后，戈利科夫因丢失了哈尔科夫而承担了失利的主要责任。他被免去了方面军司令员的职务，此后再也没有担任过前线指挥员，转而在军中担任干部管理工作，直到二战结束。至此，苏军在1942年冬季反攻中，撤掉了两个方面军司令员，另一个是南方方面军司令员叶廖缅科。
瓦杜丁因为此前长期在参谋部工作，得到了担任过总参谋长的朱可夫和华西列夫斯基的袒护，继续留在前线担任方面军司令员。让戈利科夫不能接受的是自己的方面军正是因为西南方面军后撤才出现了缺口，瓦杜丁更应该承担此次战役的责任。不仅如此，取代自己担任沃罗涅日方面军司令员职务的竟然是瓦杜丁职位，这让戈利科夫对庇护瓦杜丁的朱可夫产生了深深的记恨。据传，此前被解职的叶廖缅科也跟朱可夫不合，他曾经在半公开场合指责朱可夫过于冷酷无情，而且不会指挥打仗。
在卫国战争期间，朱可夫的确以冷酷著称，这与他在战争初期承受巨大压力有关。与训练有素、指挥得当的德军将领相比，当时的苏军的指挥员素质低下，在战场上犹豫不决，往往处于被动挨打的境地。为了让苏军振奋精神、抵御外敌，朱可夫不得不采取非常手段。
例如在1941年9月份负责列宁格勒方向的防御任务时，斯大林撤掉了伏罗希洛夫西北方向总司令的职务，继任的朱可夫在当天就撤掉了西北方面军参谋长的职务，原因是在德军已经明显将主攻方向放在西南方向，而苏军还在战线上平均分配兵力，不加强重点地段的兵力。
同时，第54集团军司令员库利克元帅因为不服从方面军司令部的指挥，也被还是大将军衔的朱可夫撤职，把他赶回了莫斯科。
朱可夫的做法在一定程度上改变了苏军的面貌，可也得罪了很多苏军高级将领。二战结束后，当斯大林决心弃用朱可夫时，第一个跳出来罗列朱可夫罪名的就是戈利科夫。他控诉朱可夫贪图功名，将别人的功劳都揽到自己身上。若不是科涅夫从中说清，朱可夫在斯大林后期的结局可能会更惨。
戈利科夫则在斯大林去世后，依靠攀附赫鲁晓夫于1958年晋升为元帅，并担任军中重要职位。
世事难料......