25 февраля, на рассвете, в 4 часа 30 минут дивизия «Райх» начала атаку на Лозовую. В помощь ей был брошен полк «Туле» дивизии «Тотенкопф», передвигавшийся на мотоциклах и машинах-амфибиях.
В 8 часов 45 минут «Райх» овладел поселком Жемчужное. В 14 часов полк «Фюрер» достиг южных подступов к Лозовой, в то время как полк «Дойчланд» атаковал Веселое. С южных окраин Лозовой части советской 1-й гвардейской армии вели перестрелку с полком «Фюрер». Им удалось окружить 9-ю роту 3-го батальона этого полка, которой пришлось провести в окружении два дня. Только к вечеру 25 февраля немцам удалось захватить железнодорожный вокзал Лозовой.
Усиленный полк «Дойчланд» и мотоциклетно-стрелковый батальон «Райха» дошли до южной части Самойлова и атаковали противника к востоку от Веселого. Дивизия СС «Тотенкопф» атаковала силами своего 3-го пехотного полка СС восточнее Орельки, встретив ожесточенное сопротивление советских войск. В донесении дивизии «Тотенкопф» утверждалось, что задень она уничтожила 22 танка и 2 разведывательных бронеавтомобиля противника. Это число кажется сильно преувеличенным, даже если речь идет о поврежденных танках.
Ночью 26 февраля полк «Фюрер» и мотоциклетно-стрелковый батальон «Райха» медленно продвигались к центру Лозовой, встречая упорное сопротивление. 3-й батальон оказался в окружении в западной части города и держался только благодаря тому, что противостоявшие ему советские части подвергались постоянным атакам немецких пикирующих бомбардировщиков. В 16 часов «Райх» перерезал железнодорожный путь, ведущий на северо-запад, но советские войска продолжали сопротивляться в районе новых заводов на северо-западной окраине Лозовой. К тому времени в дивизии «Райх» осталось только 14 танков T-1II, 5 танков T-1V, 3 командирских танка и 16 штурмовых орудий. 24 и 25 февраля дивизия уничтожила 16 советских танков. Весь день она вела ожесточенные уличные бои. Вечером, в 19 часов, советские войска контратаковали, но вынуждены были отступить, потеряв 6 танков Т-34 и 20 орудий.
Дивизия «Тотенкопф» продолжала наступление на север силами 3-го танкового полка СС, но вскоре стало известно о гибели командира дивизии Теодора Эйке. Его самолет был сбит в километре к юго-востоку от Артельного. Бригадефюрер СС Макс Зимон был немедленно назначен новым командиром «Тотенкопфа». Только 27 февраля тело Эйке удалось доставить в расположение дивизии.
27 февраля после удара пикирующих бомбардировщиков по северо-восточной части Лозовой полк «Дойчланд» в 8 часов начал атаку к востоку от Лозовой, в то время как мотоциклетно-стрелковый батальон в 10 часов атаковал северо-восточную окраину города. Эсэсовцам удалось захватить Веселое и часть железнодорожного пути возле черепичного завода. Советские войска отступили на северо-восток, преследуемые 1-м батальоном и 16-й саперной ротой полка «Дойчланд». В то же время полк «Фюрер» проводил зачистку Лозовой. Дивизия «Тотенкопф» захватила Царедаровку и Панютино.
28 февраля началась оттепель, и преследование советских войск замедлилось. Полк «Дойчланд» занял Николаевку, Благореченское, Ново-Бунаково и Отрадово. Полк «Фюрер» в районе Раздолья вел бой с советской пехотой и танками и занял село к 17 часам. Затем полк возобновляет свое продвижение на север.
Вечером 28 февраля командование 4-й танковой армии докладывало Манштейну: «По истечении недели тяжелых наступательных боев против сильного и весьма решительного врага части 4-й танковой армии не только способствовали устранению угрозы, тылу группы армий, но и захватили район глубиной 120 и 100 километров шириной. 25-й русский танковый корпус с тремя танковыми и одной моторизованной бригадами, 35-я гвардейская дивизия, 41-я гвардейская дивизия, 244-я и 267-я стрелковые дивизии и 106-я стрелковая бригада были жестоко потрепаны, некоторые из их подразделений уничтожены… В период с 21 по 28 февраля были захвачены или уничтожены: 156 танков, 24 разведывательные бронемашины, 178 артиллерийских орудий, 284 противотанковые пушки, 40 зенитных орудий. Захвачено 4643 пленных и найдено около 11 000 трупов врага…»
В это время лейбштандарт оборонялся на широком фронте, нанося тяжелые потери наступающим советским войскам, и не допустил их прорыва к Полтаве. 28 февраля атаке подверглось правое крыло дивизии. Советское командование перебросило сюда два танковых корпуса и три стрелковые дивизии 3-й танковой армии из района Люботин — Валки. Однако атака успеха не имела.
Остальные дивизии корпуса СС продолжили 1 марта наступление в северо-западном направлении, стремясь овладеть высотами к востоку от линии Берека — Ефремовка. 4-я танковая армия пыталась своим правым крылом достичь Донца, тогда как танковый корпус СС должен захватить высоты у Ефремовки и установить связь с лейбштандартом.
1 марта, несмотря на почти непрерывный дождь, дивизия «Райх» к вечеру заняла высоты к северо-западу от Береки. Полк «Фюрер» прорвался в Ефремовку.
Ночью 2 марта три ударные группы «Райха» при поддержке штурмовых орудий атаковали это село, уничтожив 13 советских танков, и полностью захватили Ефремовку к 10 часам утра. С помощью дивизии «Тотенкопф» дивизия «Райх», повернув на запад, уничтожила советские части, действовавшие против лейбштандарта. В полночь 3 марта лейбштандарт был вновь включен в состав танкового корпуса СС.
Пауль Хауссер в мемуарах так подвел итоги этому этапу контрнаступления: «Армия хотела достичь Донца своим правым крылом, в то время как корпус СС должен был восстановить связь с правым крылом армейской группы Кемпфа. Атака продолжалась 1 и 2 марта. Мы смогли установить результат этой атаки: недавно прибывшие советские силы продвинулись в брешь между атакующим танковым корпусом СС и оборонительным фронтом «Лейбштандарта Адольф Гитлер». Таким образом, правое крыло дивизии «Тотенкопф» было обойдено. Противник попытался освободиться из окружения к юго-востоку и северо-востоку. Напрасно! Основная часть этих войск была опрокинута дивизией «Тотенкопф» при поддержке подразделений дивизий «Райх» и лейбштандарта и разгромлена вокруг Еремеевки в ходе трехдневных боев. Эскадрильи штурмовой авиации, сопровождавшие атаку дивизии, добились большого успеха. Несколько вражеских частей прорвались и создали угрозу нашим тылам. Они были уничтожены».
Ночью 3 марта метель намела высокие сугробы, которые мешают движению. На колеса приходится надевать цепи.
На рассвете 3 марта советские силы попытались вырваться из окружения в северном направлении. Их численность, по немецким оценкам, превышала 100 000 человек. Дивизии СС в то время испытывали трудности со снабжением. Уже несколько дней солдаты не получали горячей пищи. Советский авангард силами примерно двух полков атаковал подразделения полка «Фюрер» дивизии «Райх» в Медведевке и мотоциклетно-стрелковый батальон той же дивизии в Лозовой. Однако атака была отбита, и окруженным пришлось отступать на юг и юго-восток. При отступлении они, в свою очередь, окружили 2-й батальон и часть 1-го батальона 1-го мотопехотного полка «Туле» к югу от Котляровки. На выручку пришел 3-й панцер-гренадерский батальон полка «Фюрер». Оба советских полка были отброшены к северу от завода «Ленинский». Было уничтожено 9 советских танков. Отступающие советские части также обстреляли обоз 3-го батальона полка «Туле» к югу от Лозовой.
