Указания командующего Юго-Западным фронтом о продолжении наступления с утра 15 мая получили фактически только 21-я армия и две правофланговые дивизии 28-й армии. Две левофланговые дивизии 28-й армии и вся 38-я армия получили приказ закрепиться на достигнутых рубежах с задачей обеспечения фланга ударной группы.
Войска 21-й армии с утра 15 мая приступили к выполнению своих задач, но, встретив возросшее сопротивление противника, успеха не имели, а оперативная обстановка на северном участке продолжала осложняться.
К 12 часам передовые части 168-й пехотной дивизии немцев, перебрасываемой с севера, начали контратаки в общем направлении на Муром. Одновременно перешла в наступление группа Брайта, два полка 71-й пехотной дивизии и полк 44-й пехотной дивизии. Пехота противника при поддержке танков продвинулась на 3–5 км к востоку от Петровское. Одновременно группа в составе полка пехоты и до 40 танков атаковала из района Непокрытая в стык 28 и 38-й армий и стала продвигаться в северо-восточном направлении на Перемогу, Терновую, стремясь соединиться с гарнизоном, окруженным нашими войсками в Терновой.
Одновременно противник активизировал действия своих частей перед фронтом соединений правого фланга 38-й армии и, в частности, против 226 и 124-й стрелковых дивизий. До двух батальонов пехоты с танками пытались южнее Песчаного форсировать реку Б. Бабка.
Освоение советскими танкистами немецкой трофейной самоходки StuGIII. Юго-Западный фронт, 5-я гвардейская танковая бригада, май 1942 года (АСКМ).
Действия наземных войск противник обеспечивал ударами авиации, которая за сутки в полосе фронта произвела 532 самолето-вылета. Большая их часть пришлась на полосу наступления северной ударной группы фронта. Авиация Юго-Западного фронта также проявляла большую активность. Стремясь прикрыть свои войска, вернуть себе господство в воздухе и выполнить задачу разгрома танковой группировки противника, она за сутки произвела 341 самолето-вылет.
Понеся большие потери, противник к исходу дня вынужден был прекратить контратаки, не достигнув своих целей. Положение войск 38-й армии оставалось прежним. Наибольшего напряжения 15 мая достигли бои в полосе 28-й армии, куда для ликвидации прорвавшегося противника были направлены все тактические резервы.
Продвижение танковой группы противника, контратаковавшей из района Непокрытая в стык между 28 и 38-й армиями, было остановлено на рубеже Красный, Драгуновка. В этих боях хорошо себя показала 36-я танковая бригада, несмотря на то, что она имела небольшое количество боеспособных машин:
«На рассвете 15.5.42 г. противник пытался прорваться через переправу на участке Октябрьский, Федоровка, и с этой целью ввел в бой до 10 танков с группами автоматчиков. Встретив интенсивный огонь танков 36 тбр и ПТО дивизии, потерял 5 танков и в беспорядке отошел в Непокрытая. В результате танкового боя и боя за оборону выс. 199, 0 и 195,9 в течение 14 и 15.5.42 г., бригада потеряла: танков МК-2 — 1, МК-3 — 3, Т-60 — 5, убитыми и ранеными 43 чел.
В течение дня 15.5.42 г. авиация противника на район расположения частей 36 тбр сделала 8 вылетов, в результате 2 убитых и 9 человек раненых. Имея в своих руках командную высоту 199,0, противник беспрерывно метким огнем минометов и артиллерии беспокоит наши части».
Танк Т-34 из состава 5-й гвардейской танковой бригады на марше. Юго-Западный фронт, май 1942 года. Машина имеет башенный номер 10–30, на лобовом листе корпуса уложен буксирный трос (АСКМ).
Однако на участке левофланговых 244 и 13-й гвардейской дивизий 28-й армии положение оставалось напряженным. Один полк 244-й дивизии отошел на 10 км к северо-востоку и смог закрепиться только в районе 2–3 км юго-западнее Терновой; второй полк оставил Веселое и закрепился севернее этого населенного пункта, третий полк остался в окружении юго-западнее Веселое. В ночь на 11 мая 244-я дивизия остатками своих частей закрепилась на рубеже высот севернее, северо-восточнее и восточнее Веселое.
Отход левого фланга 28-й армии сказался на результатах наступления соединений с правого фланга. Несмотря на слабое сопротивление противника, 175 и 169-я стрелковые дивизии продвинулись на запад только на 5 км, вышли к реке Липец и здесь наступление прекратили.
Командующий Юго-Западным фронтом 15 мая потребовал от командиров соединений северной ударной группировки в кратчайший срок разгромить прорвавшиеся танки и пехоту противника в районе их действий.
По приказу командующего фронтом 21 армия должна была 16 мая выполнять поставленные ранее задачи. 28-я армия получила задачу своим правым флангом закрепиться на достигнутых рубежах, а соединениями левого фланга (244 и 13-й гвардейской дивизиям) разгромить противника, вклинившегося в стык между ними, и восстановить положение.
Для усиления левого фланга армии командующему 28-й армией была возвращена из 38-й армии 162-я стрелковая дивизия с задачей занять оборону на участке Перемога, Гордиенко. 38-я стрелковая дивизия должна была продолжать бои по уничтожению немецкого гарнизона в Терновой и одним полком оборонять подступы к Терновой с юга. Подвижная группа 28-й армии (3-й гвардейский кавалерийский корпус) должна была к утру 16 мая передвинуться на 10–12 км и сосредоточиться за смежными флангами 21 и 28-й армий. 38-я армия получила задачу прочно оборонять занимаемые ею рубежи.
Немецкое командование в течение дня 15 мая и ночью на 16 мая продолжало сосредоточивать и развертывать части 168-й пехотной дивизии перед фронтом ударной группы 21-й армии. Кроме того, в течение ночи на 16 мая противник снял с фронта 38-й армии и сосредоточил в районе Веселое, Петровское до 50 танков с пехотой.
Экипаж танка КВ-1 на отдыхе между боями (слева — направо): старшина Г.И. Маликов, лейтенант Д.К. Яковлев, сержант Р.И. Пискарев, старшина П.З. Тысячный. В последних боях они уничтожили семь орудий, три пулемета, восемь грузовиков, 100 солдат и офицеров противника, взяли 17 пленных. Юго-Западный фронт, май 1942 года (АСКМ).
16 мая, при попытках 21-й армии продолжить наступление, противник оказал сильное сопротивление, предприняв несколько контратак, которые были отбиты. На левом фланге армии командир 227-й стрелковой дивизии в результате действий передовых отрядов установил, что противник отвел главные силы на рубеж реки Харьков. Используя отход противника, эта дивизия и соседняя с ней 175-я стрелковая дивизия 28-й армии продвинулись частью сил на западный берег реки Липец.
Днем 16 мая противник несколько раз атаковал фронт 28-й армии в районе Терновой небольшими группами танков при поддержке пехоты, но сосредоточенным огнем артиллерии и ударами авиации был отбит. Планировавшееся наступление 244 и 13-й гвардейской стрелковых дивизий не было осуществлено из-за их неподготовленности.
