Два дня прошли в напряженных боях, главным образом, с прорвавшимися на барвенковском направлении вражескими танками.

22 мая боевое напряжение достигло кульминации. Группа Клейста с бешеным упорством продолжала рваться на север, в сторону Чепеля. Одновременно с чугуевского выступа Паулюс бросил обе свои танковые дивизии в южном направлении. Невзирая на героическое сопротивление наших войск, врагу удалось к исходу дня перерезать последние коммуникации, связывавшие войска 6-й и 57-й армий с тылом.

Исходя из сложившейся обстановки, главком С. К. Тимошенко решил ударную группировку 38-й армии, предназначавшуюся ранее для наступления из Волхова Яра на Змиев, использовать для восстановления коммуникаций войск барвенковского выступа в районе Савинц.

В течение 23–24 мая бои на плацдарме продолжали оставаться предельно ожесточенными. Враг изо всех сил стремился расширить коридор, отсекавший советские войска от переправ через Северский Донец, а они делали все возможное, чтобы прорвать кольцо окружения и отойти на левый берег реки.

Поскольку на действия наших частей и соединений отрицательно влияло отсутствие единого командования, маршал С. К. Тимошенко принял решение войска 6-й, 57-й армий и армейской группы генерала Л. В. Бобкина свести воедино под общим командованием генерал-лейтенанта Ф. Я. Костенко. Главной задачей этой южной группы войск, как ее назвали, было ударом в направлении Савинцы прорвать кольцо окружения и выйти на левый берег Северского Донца. Одновременно с этим войска левого крыла 38-й армии, усиленные сводным танковым корпусом, получили приказ наступать навстречу частям, прорывавшимся из окружения.

В ночь на 24 мая спешно производились перегруппировка и сосредоточение частей и соединений для выполнения поставленной задачи. Но утром к выполнению задачи удалось приступить лишь частично, так как с рассветом враг возобновил наступление на широком фронте, стремясь расчленить окруженную группировку на отдельные, изолированные друг от друга части.

С утра 26 мая войска южной группы начали наступление с целью прорыва кольца окружения. В первый эшелон ударной группы были включены 103-я стрелковая дивизия комдива Я. Д. Чанышева, 150-я дивизия генерал-майора Д. Г. Егорова, 317-я дивизия полковника Д. П. Яковлева и танковые части 23-го танкового корпуса. В итоге ожесточенных боев, в ходе которых противнику был нанесен немалый урон, вырваться удалось лишь немногим. Кольцо окружения разрывалось лишь на краткий срок, а затем, в силу огромного превосходства врага и возможностей маневра, которые у него имелись, пробитые с громадными усилиями нашими воинами бреши вновь закрывались.

Весь этот день командующий южной группой и его штаб прилагали героические усилия, чтобы сохранить личный состав, боевую технику и вооружение от непрекращавшихся массированных налетов авиации и ударов артиллерии противника, наладить управление и подготовить более решительные действия с целью прорыва из окружения.

Наступление возобновилось в ночь на 27 мая. Ударная группа прорывавшихся войск выбила ночной атакой гитлеровцев из Лозовеньки и продвинулась к востоку на 5–6 километров. Но с рассветом противник вновь занял этот населенный пункт. Группа советских войск в течение 28 и 29 мая вынуждена была выходить из окружения небольшими отрядами.

Господствовавшая в воздухе авиация противника наносила большие потери нашим частям и нарушала управление войсками. Днем буквально все было прижато к земле, и только наступление ночи позволяло подразделениям без тяжелого вооружения просачиваться через кольцо окружения за реку Северский Донец и соединяться с основными силами.

В это же время западнее Лозовеньки сосредоточивались силы, прикрывавшие до этого войска 6-й армии от ударов с запада. Сюда же к утру 27 мая вышла и 266-я стрелковая дивизия полковника А. И. Таванцева, которая полностью сохранила свою боеспособность. В ночь на 28 мая части ее, составлявшие ядро ударной группы, прорвали кольцо окружения врага и к утру 28 мая вышли в район Волвенково, Волобуевка. С ними вместе пробились сюда и остальные части и подразделения, находившиеся западнее Лозовеньки. В ночь на 29 мая эта группа ударом с тыла прорвала при содействии войск 38-й армии линию фронта противника по правому берегу Северского Донца и успешно вышла в расположение основных сил у Чепеля.

В своих воспоминаниях об этом эпизоде Маршал Советского Союза К. С. Москаленко пишет следующее: «Гитлеровское командование приложило большие усилия к тому, чтобы ликвидировать прорыв и не выпустить окруженных из смертельного кольца. Но не добилось успеха.

38-я армия нанесла удар снаружи в условиях, когда окруженные делали то же самое изнутри. Благодаря этому нам удалось вывести из окружения около 22 тысяч красноармейцев, командиров и политработников.

Помню, первыми подошли шесть танков Т-34. Из одного вышел член Военного совета Юго-Западного фронта дивизионный комиссар К. А. Гуров. За танками волнами шли тысячи советских воинов во главе с генерал-майором А. Г. Батюней. На их лицах сквозь тяжкую боль и усталость светилась непомерная радость возвращения к своим».

Оставшиеся в кольце советские воины продолжали героически сражаться вплоть до 30 мая. Многие из них в последующем отдельными отрядами и группами пробивались через позиции врага и переправлялись на левый берег Северского Донца. Немало верных сынов нашей Родины погибло в этих боях смертью храбрых. Среди них были заместитель командующего войсками Юго-Западного фронта генерал-лейтенант Федор Яковлевич Костенко, командующий 6-й армией генерал-лейтенант Авксентий Михайлович Городнянский, командующий 57-й армией генерал-лейтенант Кузьма Петрович Подлас и командующий армейской группой генерал-майор Леонид Васильевич Бобкин.