Druhý pokus o osvobození Charkova byl proveden v květnu 1942. V důsledku operace Barvenkovo-Lozava se sovětskému velení nepodařilo osvobodit Charkov v lednu 1942, ale na jih od Charkova, na západním břehu řeky Seversky Donets, byla vytvořena Barvenkovská římsa s hloubkou 90 km a šířka 100 km. Římsa se zaklínila hluboko do německé obrany, ale na její základně v oblasti Izyum bylo úzké hrdlo, ze severu viseli Němci z Balakleya a z jihu ze Slavjanska. Se začátkem jarního tání v březnu bylo aktivní nepřátelství na obou stranách pozastaveno a protilehlé strany se začaly připravovat na operace jaro-léto.
Plány sovětského a německého velení
Velitelství sovětského nejvyššího velení vycházelo ze skutečnosti, že Němci postupují na Moskvu, a Hitler připravoval operaci Blau, která předpokládá ofenzivu na jihu sovětsko-německé fronty s cílem prorazit na ropná pole na Kavkaze.
Sovětské velení na setkání v Kremlu na konci března posoudilo návrhy velitele jihozápadního směru Timošenka a schválilo plán kampaně na jaro-léto 1942. Aby byla zajištěna Moskva před německou ofenzívou z jihu, bylo rozhodnuto zahájit ofenzivu z výběžku Barvenkova a osvobodit Charkov, zničit obklíčená německá vojska v této oblasti, přeskupit síly a při postupu ze severovýchodu zajmout Dnepropetrovsk a Sinelnikovo. Jihozápadní fronta měla osvobodit město od Charkova pomocí sbíhajících se úderů ze severu a jihu.
Jižní fronta pod velením Malinovského neměla postupovat, měla za úkol posílit na obsazených liniích a zajistit svým pravým křídlem ofenzivu vojsk jihozápadní fronty ve směru na Charkov. Sovětské velení nepočítalo s možností německé ofenzívy na barvenkovské římse.
Severně od Charkova útočily tři armády: 38., 28. a 21.. Hlavní role byla přidělena 28. armádě pod velením Ryabysheva. Ta ve spolupráci s 6. a 38. armádou měla také obklíčit a porazit síly 51. německého armádního sboru v oblasti Chuguev jihovýchodně od Charkova.
Z Barvenkovského výběžku jižně od Charkova zasáhla 6., 9. a 57. armáda a armádní skupina generála Bobkina ránu, aby zakryla Charkov z jihozápadu a obklíčila 6. německou armádu společně s 28. armádou postupující ze severu. Hlavní roli měla 6. armáda a Bobkinova skupina, které měly postupovat ve směru Merefa - Charkov, odříznout německou komunikaci západně od Charkova a poté, co prorazily na západ, obsadit město Krasnograd.
Podle plánu operace měly sovětské jednotky se silami 38. a 6. armády odvést německé jednotky do „kotle“v oblasti Chuguev a druhý „kotel“se silami 28., 6. armády a vojenská skupina Bobkin v oblasti Charkova. Bobkinova skupina udeřila na západ do hloubky, zajistila vnější přední část obklíčení a vytvořila předmostí pro útok na Dněpr.
Ofenzíva z barvenkovské římsy byla riskantní, protože Němci mohli pro sovětské jednotky snadno zorganizovat „kotel“, což v oblasti Izyum uřízlo „úzké hrdlo“, k čemuž následně došlo.
Na začátku kampaně jaro-léto stanovilo německé velení skupiny armád Jih na podporu operace Blau úkol svých jednotek eliminovat Barvenkovskou římsu v úzkém hrdle dvěma sbíhajícími se údery ze Slavjanska a Balakleye (operace Frederikus)). Ze Slavjanské oblasti měly postupovat jednotky 1. tankové armády Kleist a 17. armády Hoth. Vojska pro tuto operaci se začala soustředit v zimě, německé velení sem vytáhlo 640 000 silnou skupinu.
Němci díky letectví a zpravodajství věděli o přípravách Timošenka na ofenzivu a sovětské velení nedokázalo koncentraci německých vojsk v tomto směru zafixovat.
Výsledkem bylo, že v březnu až dubnu 1942 v Charkovské oblasti probíhal skutečný závod o přípravu útočných operací namířených proti sobě a otázkou bylo, kdo začne jako první a zda bude schopen překonat nepřítele.
Počátek sovětské ofenzívy
Jako první zahájili ofenzivu sovětská vojska. 12. května po silné dělostřelecké palbě zahájili ofenzivu ze severu a jihu Charkova. Pro Němce, kteří se sami chystali zahájit ofenzivu 18. května, byl tento předvídavý úder stále nečekaný.
28. armáda na severním křídle postupující v oblasti Volchanska prorazila německou frontu do hloubky 65 km a do 17. května se přiblížila k Charkově. Ve městě už byla slyšet dělostřelecká kanonáda a všichni čekali na rychlé propuštění. Na jižním křídle také prorazila úderná skupina operující z barvenkovské římsy frontu a poté, co se dostala o 25–50 kilometrů hlouběji, dosáhla Merefy a Krasnogradu, přičemž poloobvod obklopovala ty druhé, což představovalo hrozbu pro obklíčení Charkova ze západu.
Na severní vlajce dorazily jednotky 28. armády na předměstí Charkova, ale Němci do této oblasti přenesli z jižního křídla další síly a použili síly, které se připravovaly k úderu na základnu Barvenkovského výběžku. Německé velení, které mělo převahu v pracovní síle, zvýšilo odpor na severním křídle a sovětská ofenzíva se zastavila. Mezi Chuguevem a Starým Saltovem začaly urputné boje, odkud se sovětská vojska pokusila Chugueva obklíčit. Nikdo nechtěl ustoupit, například vesnice Peschanoe během několika dnů mnohokrát změnila majitele, ale sovětská vojska nemohla postoupit dále.
Velitel skupiny armád Jih, polní maršál Bock, přišel s návrhem převést na něj několik divizí z 1. tankové armády, která se chystala zaútočit na základnu Barvenkovského výběžku, aby zastavila postup nepřítele. Tím však byla operace Fridericus ukončena, takže byl odmítnut a začala příprava na protiofenzívu na základně Barvenkovského výběžku.
6. armáda Gorodnyanského se na jižním křídle chovala pasivně, velitel nijak nespěchal s uvedením 21. a 23. tankového sboru do průlomu, a to umožnilo Němcům přenést vojáky na severní křídlo a zastavit sovětskou ofenzivu. S největší pravděpodobností, pokud by na jižním křídle vznikla vážnější hrozba obklíčení Charkova ze západu, museli by Němci stáhnout vojska z blízkého Slavjansku a převést je do hrozivého směru. Sovětské velení ale na zahájení ofenzívy nijak nespěchalo, ztratilo čas a Němci dokázali soustředit vojska, aby zasáhla na základnu římsy.
Vojska jižní fronty navíc neprovedla aktivní akci a 57. a 9. armáda podřízená jižní frontě, zabírající jižní stranu Barvenkovského výběžku, se ani nepřipravila na aktivní obranu. Bitevní formace vojsk nebyly sledovány, neexistovalo žádné vybavení pro pozemní inženýrství a hloubka obrany byla pouze 3-4 km.
V procesu dobytí Charkova utrpěla vojska těžké ztráty, protože tanky a pěchota často spěchaly do dobře opevněné nepřátelské obrany bez průzkumu a potlačování dělostřelectvem. 17. května byla vojska vyčerpávána nepřetržitými bitvami a byla zastavena nepřítelem v mnoha sektorech fronty.
Německá protiofenziva
Německá protiofenziva začala 17. května, Kleistova 1. tanková armáda zasadila dva rozdělující rány do týlu postupujících sovětských jednotek, jednu od Andreevky do Barvenkova a druhou ze Slavjansku do Dolgenkaye, s následným odchodem obou skupin do Izyumu. Účelem těchto úderů bylo snížit obranu 9. armády, obklíčit a zničit seskupení východně od Barvenkova další ofenzivou na Izyum-Petrovskoye ve směru na Balakleya, aby se spojily s jednotkami 6. armády na Chuguevsky římse a obklíčit celou skupinu sovětských vojsk na Barvenkovského výběžku. Hned první den ofenzívy bylo zajato Barvenkovo a Dolgenkaya, ve kterém bylo zničeno komunikační centrum 9. armády, což vedlo ke ztrátě kontroly nad vojsky.
V této době, v čele ofenzívy na jižním křídle, byl 21. a 23. tankový sbor nakonec vržen do průlomu, který se prohloubil do německé obrany a dále se odtrhl od zásobovacích základen, které drtily Kleistovy tanky.
Do 18. května se situace prudce zhoršila. Náčelník generálního štábu Vasilevskij navrhl zastavit ofenzivu a stáhnout 6., 9., 57. armádu a skupinu generála Bobkina z Barvenkovského výběžku. Tymošenková hlásila Stalinovi, že toto nebezpečí bylo přehnané a vojska pokračovala v ofenzivě. Němci nasadili svá vojska na Západ, zajali Lozovaya a 22. května obklíčili zbytky 57. armády a 21. a 23. tankového sboru, které se vklínily. Výsledkem bylo, že do 23. května Němci uzavřeli obklíčení a celá skupina byla v „kotli“.
Výsledky bitev na Barvenkovské římse
5 střeleckých divizí 57. armády, 8 střeleckých divizí 6. armády, 2 střelecké divize armádní skupiny Bobkin, 6 jízdních divizí 2. a 6. jízdního sboru, 2 tankové sbory, 5 tankových brigád a další dělostřelectvo, strojírenství, pomocné jednotky a zadní služby. Tyto jednotky byly vyčerpány krví, vyčerpány, vystaveny neustálým leteckým útokům a do značné míry ztratily svou bojovou sílu.
Rozkaz k ústupu byl vydán až 25. května, v nejtěžší situaci byla vojska, která pronikla hluboko na západ do Krasnogradské oblasti. Nyní byla přední linie téměř 150 km za nimi a museli prorazit bitvami do svých. Ne každému se podařilo vymanit se z obklíčení; na Seversky Donets dorazili jen ti nejtrvalejší a připraveni bojovat až do konce.
K odblokování obkrouženého sovětského seskupení v rámci jižní fronty byl vytvořen konsolidovaný tankový sbor, který se od 25. května začal pokoušet prorazit vnější prstenec obklíčení. Uvnitř prstence obklíčení byly vytvořeny dvě šokové skupiny, které prolomily vnitřní kruh. První skupina postupovala z oblasti Lozovenka ke konsolidovanému tankovému sboru u Chepel. Z 22 tisíc opravářů, kteří se dostali k průlomu, se 27. května podařilo prorazit pouze 5 tisíc lidí. Celkem bylo do 30. května na pozice 38. armády a konsolidovaného tankového sboru možné vstoupit asi 27 tisíc lidí. Němci vytvořili těsný obkružovací prsten a široce využívající letadla a tanky zničili zbytky sovětské skupiny. Převážná část obklíčených byla zabita nebo zajata, k večeru 29. května boje na pravém břehu Severského donetu ustaly, zůstalo jen několik kapes odporu.
V důsledku operace z května 1942 skončil druhý pokus o osvobození Charkova tragickým „kotlem“Barvenkova. V bitvách u Charkova činily nevratné ztráty sovětské armády asi 300 tisíc lidí, vážné byly i ztráty zbraní - 5060 děl a minometů, 775 tanků a stovky letadel. Podle německých údajů bylo zajato 229 tisíc lidí.
Obklíčení a následné zničení velkých sil sovětských vojsk na Barvenkovském výběžku vedlo k tomu, že obrana v pásmu jihozápadního a jižního frontu byla radikálně oslabena. To německému velení usnadnilo provést předem plánovanou operaci „Blau“pro strategickou ofenzivu na ropných polích Kavkazu a vytvořilo předpoklady pro dosažení Stalingradu a Volhy.
