6 марта соединения танкового корпуса СС на различных участках вклинились в оборону советских войск на глубину от 3–4 до 15 км. Они вышли в район н/п Валки, где оборонялась 305-я стрелковая дивизия, составлявшая второй эшелон 69-й армии. На следующий день противник блокировал дивизию частью сил с фронта, одновременно обошел ее с флангов, а передовыми частями танковых дивизий СС «Лейбштандарт СС Адольф Гитлер» и «Тотенкопф» достиг населенного пункта Люботино и оставил оборонявшиеся советские части глубоко у себя в тылу. Соединения 69-й армии начали отходить в северо-западном направлении, тем самым теряя взаимодействие с 3-й танковой и 40-й армиями. Прорыв танковых дивизий вермахта на стыке двух армий вынудил отходить 48-ю гвардейскую и 350-ю стрелковые дивизии, а также 253-ю и 104-ю стрелковые бригады, которые только что прибыли в 3-ю танковую армию.
Учитывая реальную угрозу Харькову с юга и юго-запада, а также тот факт, что в глубине обороны нет подготовленных и занятых войсками рубежей, генерал Ф. И. Голиков решил построить оборону на фронте Крысино, Ольшаны, Буды, далее по рекам Мерефа и Мжа. Его должны были занять прибывшая с правого фланга 303-я и выходившая из Харькова 62-я гвардейская стрелковые дивизии, а также соединения и части 3-й танковой армии. Одновременно для прикрытия образовавшегося в оперативном построении 25–30-километрового разрыва в полосу 69-й армии выдвигались три стрелковые дивизии 40-й армии. Для обеспечения обороны города с севера 6-му гвардейскому кавалерийскому корпусу было приказано выйти из боев в полосе 3-й танковой армии и сосредоточиться в Дергачах (севернее Харькова).
В результате принятых мер была значительно усилена оборона Харькова с запада и юга, однако прикрыть разрыв между 69-й и 3-й танковой армиями командованию фронта не удалось. Предназначенные для этого три стрелковые дивизии 40-й армии в ходе встречных боев с танковыми соединениями противника понесли тяжелые потери и отошли на север — в полосу обороны 69-й армии, а передовые части 303-й стрелковой дивизии, так и не успев закрепиться на указанном рубеже, были отброшены к западной окраине Харькова. Практически направление на город с севера осталось не прикрытым.
В то время командарм-40 генерал-лейтенант К. С. Москаленко находился у себя на командном пункте в Тростянце, в 100–120 км от Харькова, и ему позвонил командующий Воронежским фронтом генерал-полковник Ф. И. Голиков. Он сообщил, что только что говорил по ВЧ со Сталиным и тот спрашивал, какую роль в обороне Харькова играет 40-я армия и лично К. С. Москаленко. По словам Ф. И. Голикова, он сообщил Верховному главнокомандующему, что 40-я армия без трех дивизий, переданных 69-й армии для прикрытия белгородского направления, находится на рубеже городов Сумы — Лебедин — Звеньков — Котельва далеко к северо-западу от Харькова, который и не входит в ее полосу ответственности. Выслушав, Сталин рекомендовал Ф. И. Голикову срочно направить К. С. Москаленко в Харьков для ознакомления с обстановкой и выяснения возможностей участия 40-й армии в его обороне. После разговора с командующим фронтом К. С. Москаленко с оперативной группой выехал в Харьков.
В это время там назначенный комендантом города заместитель командующего Воронежским фронтом генерал-лейтенант Д. Т. Козлов пытался организовать оборону силами немногочисленного гарнизона. Противник, потеснив ослабленные 69-ю и 3-ю танковые армии превосходящими силами, вел бои уже на юго-западной и южной окраинах Харькова. Немецкие танки и пехота яростно рвались к центру города.
Попытку удержать город, усилив его оборону частью сил 40-й армии, нужно было делать значительно раньше. Теперь нечего было и думать о переброске войск и организации обороны в те считаные часы, которые оставались в распоряжении командующего 40-й армией. Так генерал Москаленко и доложил командующему фронтом. Тот согласился с тем, что удержать город уже невозможно, и приказал генерал-лейтенанту К. С. Москаленко вернуться в свою армию, чтобы принять меры против попыток противника обойти ее левый фланг.
