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8月10日，红军部队因燃油和弹药不足，没能继续前进。
8月11日，德军反攻开始了。
此时，罗特米斯特洛夫手下已经有111辆坦克不可修复损毁，部队里只剩下80辆t-34中型坦克，18辆t-60和t-70轻型坦克。
卡图科夫的指挥风格非常稳重，部队损失相对较少，有41辆坦克不可修复损毁。此时卡图科夫手下，还有180辆t-34中型坦克，17辆美国援助的m-3中型坦克，50辆t-70轻型坦克，9辆bt-7轻型坦克，还有18辆英国援助来的瓦伦丁轻型坦克——倒着开的奇葩坦克歼击车。
红军的坦克数量相对德军还是占据绝对优势的，但红军的坦克被均匀的铺在了战场上，没有像德军那样集中作战。
仅仅是一个上午的时间，红军近卫第3装甲军——罗特米斯特洛夫的嫡系部队便被整个的包围。卡图科夫立刻动用自己的嫡系部队——近卫第1装甲军前去救援，总算是赶在天黑前成功打破包围圈。
但罗特米斯特洛夫手下，第49装甲旅和第17装甲旅没能成功突围，和后方失去了联系。
次日，红军近卫第6集团军被分割，三个师和后方失去了联系。
两天之内，出现的不是瓦图京梦想中的占据两条铁路线，而是接连两次的惨败。在这种情况下，恐怕第四次卡尔科夫战役又要重复第三次卡尔科夫战役的失败。
在这样的劣势之中，卡图科夫再一次越过瓦图京，直接联系了莫斯科的总参谋部。卡图科夫发电报说：
【我部距离卡尔科夫-波而塔瓦铁路约2-3公里，但因缺少炮兵，我们无法阻止这条道路上敌军的调度。敌军反攻时机已经成熟，总参谋部需要早做准备。】
总参谋部收到卡图科夫的电报后，迅速和瓦图京安排了电话通讯。瓦图京对自己战线侧翼出现四个德军装甲师的事情并不上心，他坚持称：德军目前的反击只是为了掩护主力撤退，红军已经胜券在握。
由于斯大林同志给的压力，再加上瓦图京确实信心十足，莫斯科总参谋部便默许了瓦图京在卡尔科夫继续进行全面进攻的策略。
卡图科夫的电报，再一次被留中不发，石沉大海。
8月12日，卡图科夫被迫命令部队在没有火炮和飞机掩护的情况下直接进攻铁路线。同时，德军武装喵卫队第三骷喵装甲师奉命从侧翼进攻卡图科夫的进攻区域。
德军武装喵卫队十大王牌之一的第三骷喵装甲师，对上红军装甲王牌近卫第一坦克集团军，谁胜谁负，仍未可知。抱着这样的信念，第31装甲军，第6装甲军分别从自己的部队里分出第200装甲旅，第122装甲旅和第163步兵师前去阻止德军前进。
并且在一个小时之后，卡图科夫手下王牌中的王牌，近卫第1装甲旅——由卡图科夫最初的第四装甲旅改编而来的部队也加入到了进攻之中。
然而，王牌对王牌的战斗，是卡图科夫的全面失败。
第200装甲旅损失8辆t-34中型坦克之后退出了进攻队伍。
第122装甲旅损失13辆t-34中型坦克之后退出了进攻队伍。
近卫第1装甲旅损失5辆t-34中型坦克，1辆bt-7轻型坦克，没能成功解救前沿部队。
已经占据铁路线的第17装甲团全军覆没，其他部队也被打散，失去了和后方的联系。
卡图科夫的内心万分悲痛，他再一次给瓦图京打电话，请求停止进攻。但瓦图京却在电话里说：
“罗特米斯特洛夫同志的部队已经改变了进攻路线，24小时之内，近卫第五坦克集团军就会出现在你的面前，所以你一定要维持攻势！”
这一瞬间，卡图科夫杀人的心都有了。但他什么都做不了，只能命令部队进入防御状态，消极对抗瓦图京的命令。
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8月13日，第31装甲军大部队进入到了平原地带，军长契尔年科将军下令说：
“全军停止前进，把木头都拉上来，在森林边缘树立了望台，做好战前的侦查工作。”
没过多久，了望台便被立在树林外面。渔网被挂上树叶树枝，铺开在了望台上当作伪装。
待到一切准备完成，契尔年科将军亲自手持望远镜登上了望台，为全军做表率，探查敌情。草原上，既看不到有人走过的痕迹，也看不到有坦克驶过的痕迹，对面的森林也很是平静，没有敌军活动的迹象。
契尔年科将望远镜向上抬，看着蔚蓝色的天空，嘴角露出了微笑。天空中不但没有红军的飞机，德军的飞机也是根本都看不见。也就是说，这一片平原地带是三不管地带，是战争中难得的净土。
第31装甲军的主力部队从这里过，一定能够打德军一个出其不意。
——契尔年科正这样想着，无数火箭弹从平原的另一头射出，划出一道道弧线落入林中。契尔年科身边的指挥员和卫兵立刻四散逃窜，根本不管了望塔上还有一个军长。
等到火箭炮的齐射结束，指挥员和士兵们才发现契尔年科将军没有跟过来。等到他们返回查看，契尔年科将军已经被压在了望塔的废墟下面，没有了呼吸。
第31装甲军失去了军长，顿时也失去了继续作战的士气。
同时，罗特米斯特洛夫赶来支援卡图科夫的近卫第5装甲军，也在另外一处遭遇德军武装喵卫队第五维京喵装甲师的伏击，不得不退出战场。
（第五维京喵装甲师，武装喵卫队十大王牌之一。）
好在卡图科夫提前让部队进入防御态势，顶住了德军步兵的反击，不然后果不堪设想。
当天晚上，罗特米斯特洛夫抛下自己的部队亲自来到了卡图科夫的司令部。他问卡图科夫：
“现在局势到底是个什么情况？部队还能不能继续进攻？”