После понесенного накануне поражения к утру 13 мая 1942 г. немецкая 294-я пехотная дивизия смогла привести себя в порядок и организовать сравнительно единую линию фронта, которая протянулась от села Приволье до села Петровское. Заняты новые позиции были весьма слабыми частями, потерявшими в боях 12 мая большую часть личного состава и почти всю свою противотанковую артиллерию, а потому новый натиск советских танков выдержать они были не в состоянии. Особенно шаткое положение было на флангах дивизии на стыках с 79-й и 297-й пехотными дивизиями, которые почти никем не прикрывались, и в целом положение дивизии оставалось весьма удручающим, пока в конце дня 12 мая сюда из Харькова не стала прибывать 23-я танковая дивизия составе 181 танка (32 Pz.IV, 112 Pz.III, 34 Pz.II, 3 Pz.Bf.Wg), которая получила задачу контрударом с юга отбросить прорвавшиеся советские войска за Северский Донец и полностью ликвидировать советское присутствие на западном берегу реки. Двигавшийся в авангарде 23-й мотоциклетный батальон 23-й танковой дивизии в ночь на 13 мая занял оборону между селами Червона Роганка и Зарожное, прикрыв исходные позиции главных сил 23-й танковой дивизии с севера. Фронт обороны его был весьма обширный, а потому силами одного только мотоциклетного батальона полностью занять его не представлялось никакой возможности.
Тем же вечером 12 мая советская авиация обнаружила движение танков 23-й танковой дивизии из Харькова на Чугуев, который находился в 22 км к югу от села Песчаное. Вскоре было определено, что возможный танковый контрудар противника во фланг ударной группировки 38-й армии должен последовать со стороны села Зарожное, о чем штаб фронта к 01.00 13 мая и предупредил командующего 38-й армией. Однако вечером с воздуха советские летчики насчитали всего до 60 танков - вероятно, это был лишь передовой танковый батальон 23-й танковой дивизии. Т.к. 22-й танковый корпус по численности превосходил вышеуказанное число немецких танков, особо сильное беспокойство у Главкома Юго-Западного направления этот возможный танковый контрудар не вызвал, и во время переговоров Главком приказал командующему 38-й армией генерал-майору Москаленко вести наступление навстречу немецким танкам силами только 1 из 3 танковых бригад 22-го танкового корпуса - вводимой в бой 13-й танковой бригады.
В послевоенных мемуарах бывшего начальника штаба Юго-Западного фронта Баграмяна говорится несколько иное, что Главком более серьезно озаботился возможным танковым контрударом немцев, после чего приказал командующему 38-й армией в течение ночи вывести из боя все силы 22-го танкового корпуса и сосредоточить их к утру 13 мая за левым флангом ударной группы армии «с целью подготовки их к парированию ожидавшегося танкового тарана противника». Возможно, данный приказ и поступил вслед за состоявшимися переговорами между штабом фронта и штабом армии, однако по итогу генерал-майор Москаленко решил отказаться от обороны и силами всех 3 танковых бригад 22-го танкового корпуса нанести удар навстречу немецким танкам, не дожидаясь начала их контрнаступления.
Главный удар наносила 13-я танковая бригада, которая весь предыдущий день оставалась в резерве и к утру 13 мая все еще имела 42 исправных танка (17 Mk.II, 9 Т-26, 16 БТ). Бригада получила задачу с рассветом атаковать по маршруту: Непокрытая - высота 208,3 к востоку от Червоны Роганки - высота 211,9 к востоку от Лебединки - высота 218,4 - высота 206,2 - Зарожное. Правее нее на Червону Роганку совместно с 226-й стрелковой дивизией должна была атаковать 36-я танковая бригада, которая после минувших боев еще имела на ходу 29 танков (6 Mk.II, 13 Mk.III, 10 Т-60). 133-я танковая бригада, имевшая 35 исправных танков (17 Т-34, 18 БТ), должна была сначала атаковать на Михайловку 1-ю, затем - в юго-восточном направлении на высоту 211,9, где установить связь со 124-й стрелковой дивизией и далее атаковать в направлении высоты 208,7 (6 км северо-западнее с. Зарожное). Всего в наступлении навстречу 23-й танковой дивизии с ее 181 танком должно было участвовать 106 танков 3 различных танковых бригад, что изначально представляется недостаточным для встречного танкового боя, однако, как уже говорилось выше, советское командование еще не знало о реальном количестве вводимых в бой у Зарожного немецких танков. Примечательно, что и эта добрая сотня советских танков в итоге не была сразу введена в бой, таким образом, 23-я танковая дивизия в конечном счете получила хорошую возможность разгромить 22-й танковый корпус по частям.
Выйдя за ночь на исходные позиции на высоту 213,2 в 2,5 км северо-восточнее Червоны Роганки на участок 989-го стрелкового полка 226-й стрелковой дивизии, в 7.00 13 мая 13-я танковая бригада в составе 42 танков выступила в атаку в юго-западном направлении. Следом за ней атаковал 989-й стрелковый полк, а чуть левее со стороны Песчаного двинулись вперед 622-й и 781-й стрелковые полки 124-й стрелковой дивизии. Все остальные части, включая 36-ю и 133-ю танковые бригады, оставались в обороне, таким образом, вместо массированного встречного танкового удара с советской стороны против исходных позиций 23-й танковой дивизии была брошена в бой одна только 13-я танковая бригада, а также 3 стрелковых полка позади нее.
Первоначально наступление проходило вполне успешно. Довольно быстро ударом с севера 13-я танковая бригада прорвала слабо занятые немцами позиции на левом фланге 23-го мотоциклетного батальона к юго-востоку от Червоны Роганки. Всего, по подсчетам немцев, здесь к высоте 211,9 к востоку от деревни Лебединка прорвалось не менее 24 советских танков. Через высоту 211,9 13-я танковая бригада проследовала в юго-восточном направлении на высоту 218,4, а затем завязала бой перед высотой 182,0 у южной окраины Сороковки.
Оборонявшаяся у Червоны Роганки 4-я рота 23-го мотоциклетного батальона была полностью разгромлена. Командир ее обер-лейтенант Гитлинг при появлении советских танков бросил своих людей и на машине бежал в направлении Харькова, после чего оставшиеся без командира мотоциклисты стали разбегаться. Большей частью они были уничтожены окружившими их танкистами 13-й танковой бригады, а несколько немцев были захвачены в плен.
Оставшиеся мотоциклисты, оставив Червону Роганку и Лебединку, отошли на юг в село Приволье и расположенный здесь же совхоз им. Фрунзе, присоединившись к остаткам боевой группы Река (усиленный 3-й батальон 530-го пехотного полка), которые днем ранее отошли сюда из Песчаного. В центре своих боевых порядков мотоциклисты оставили высоту 206,2 и отошли на высоту 211,1, тем самым выпрямив новую линию фронта между селами Приволье и Зарожное и одновременно с этим отойдя ближе к исходным позициям главных сил 23-й танковой дивизии.
Часть танков 13-й танковой бригады действовала отдельно от главных сил на дальнем левом фланге. Около 8.00 они атаковали высоту 187,4, где столкнулись с танками 1-го батальона 201-го танкового полка, который входил в состав правофланговой боевой группы 23-й танковой дивизии (командир группы полковник Хайдебранд). Потеряв 1 танк подбитым, оставшиеся танки 13-й танковой бригады отступили отсюда в северном направлении.
Действовавшая на правом фланге главная танковая группа 13-й танковой бригады, прорвавшись к югу от Сороковки, не стала дожидаться подхода каких-либо пехотных подразделений, а двинулась в преследование отходящих мотоциклистов. Следом за мотоциклистами к 8.45 24 ее танка вышли к юго-востоку от Сороковки в район высоты 211,1. Отсюда танки в 8.45 повернули в восточном направлении, но здесь в районе высоты 211,1 они попали под огонь гаубичной батареи 171-го артполка 71-й пехотной дивизии и противотанковой роты 23-й танковой дивизии. Потеряв 1 танк, который был сожжен орудиями ПТО к северу от высоты 211,1, оставшиеся 23 танка около 9.00 к востоку от высоты 211,1 столкнулись с левофланговой боевой группой 23-й танковой дивизии (командир группы подполковник Килер). Группа эта состояла из 2-го и 3-го батальонов 126-го моторизованного полка, 10-й роты 201-го танкового полка, 2-й роты 128-го противотанкового батальона и 5 тяжелых орудий 128-го артполка. Преодолеть оборону столь крупных сил для 23 танков оказалось непосильной задачей. Потеряв в этом бою 11 танков, оставшиеся танки отошли назад.
К этому времени к 9.00 продвигавшийся следом за танками главных сил 13-й танковой бригады 989-й стрелковый полк 226-й стрелковой дивизии занял Червону Роганку, а левее него 622-й и 781-й стрелковые полки 124-й стрелковой дивизии к 8.30 достигли северной и северо-западной опушек леса к востоку от Лебединки. Продвигаясь далее вперед, 622-й стрелковый полк занял высоту 218,4 к югу от леса, а соседний с ним 781-й стрелковый полк занял Лебединку, где захватил 22 пленных. К 10.45 13-я танковая бригада, высадив с танков роту автоматчиков, почти полностью заняла совхоз им. Фрунзе. Именно почти полностью, т.к. один из опорных пунктов с несколькими оставшимися в живых мотоциклистами продолжал обороняться в совхозе в отрыве от главных сил своего отошедшего мотоциклетного батальона.
В целом к 10.45 все 3 населенных пункта к северу от сел Сороковка и Приволье (Червона Роганка, Лебединка, совхоз им. Фрунзе) оказались заняты советскими войсками. Танки 13-й танковой бригады к этому же времени были разбросаны сразу на нескольких участках. Проведенная немцами авиаразведка к 10.45 выявила 18 танков на северо-западной и южной опушках рощи к востоку от Лебединки и совхоза им. Фрунзе, 3 танка - у высот 211,1 и 208,7, а 12 танков - в 4 км северо-западнее Зарожного. Еще 15 танков из состава переброшенного на это направление 2-го танкового батальона 133-й танковой бригады было выявлено немецкой авиацией на высоте 206,2 к западу от Большой Бабки.
В целом по состоянию на 10.45 22-й танковый корпус продолжал действовать разрозненно, хотя и получил указания от командующего 38-й армией помимо удара 13-й танковой бригады в направлении Зарожного бросить 133-ю танковую бригаду в атаку в направлении Каменной Яруги (юго-западнее с. Зарожное), а 36-ю танковую бригаду сосредоточить во 2-м эшелоне в районе высоты 218,4 и к западу от нее. Предполагалось, что во встречном танковом бою 13-я и 133-я танковые бригады перемололи бы танковую группировку немцев, однако вывод 36-й и 133-й танковых бригад из лесов к западу от Непокрытой и переброска их на новое направление происходили крайне медленно. Если 2-й танковый и мотострелковый батальоны 133-й танковой бригады и успели выйти к высоте 206,2, то ее 1-й танковый батальон так и остался стоять в роще к западу от Непокрытой, так же как и вся 36-я танковая бригада. Связано это было с тем, что по решению командира 226-й стрелковой дивизии генерал-майора Горбатова правофланговый 985-й стрелковый полк с 13.00 также должен был перейти в наступление в западном направлении на Михайловку 1-ю, а потому Горбатов придержал у себя для поддержки наступления этого полка 36-ю танковую бригаду и часть танков 133-й танковой бригады.
В это время, завершив сосредоточение всех частей на исходных позициях, в 10.45 23-я танковая дивизия всеми имеющимися силами перешла в ранее запланированное контрнаступление в северном направлении, нанеся главный удар на стыке 81-й и 124-й стрелковых дивизий. Слева, усиленный 8-й и 10-й ротами 201-го танкового полка, атаковал на вспомогательном направлении 23-й мотоциклетный батальон, который получил задачу: выйти на рубеж высоты 218,4 и лесной опушки к востоку от Червоны Роганки. В центре боевых порядков атаковала упомянутая выше боевая группа Килера, а на правом фланге нанесла главный удар боевая группа Хайдебранда, которая состояла из 1-го батальона 126-го моторизованного полка (на бронетранспортерах), 1-го и 2-го батальонов 201-го танкового полка, 3-й роты 128-го саперного батальона, 633-й зенитной роты (без 1 пулеметного взвода), 1-й роты 171-го противотанкового батальона и 9 тяжелых орудий 128-го артполка.
Только что выступивший вперед с исходных позиций 1-й батальон 201-го танкового полка к северу от высоты 187,4 столкнулся с вышедшими ему навстречу танками 13-й танковой бригады и во встречном танковом бою, по подсчетам немцев, подбил 15 танков. Продвигаясь далее в северном направлении, в 12.30 боевая группа Хайдебранда заняла высоту 206,2, с которой выбила 1-й батальон 53-го стрелкового полка 81-й стрелковой дивизии. Сдав эту высоту, стрелковый батальон отошел на северо-восток в направлении высоты 175,1, после чего перед боевой группой Хайдебранда до самого Песчаного не оказалось уже других советских частей, кроме как 2-го танкового и мотострелкового батальонов 133-й танковой бригады.
Оба батальона располагались в роще в районе высоты 203,1 к северу от высоты 206,2. Есть данные, что танки 133-й танковой бригады с десантом пехоты только-только выходили из данной рощи, когда впереди из-за холмов показались немецкие танки. По приказу командира бригады полковника Полякова танки отошли обратно в рощу, а десантники заняли оборону в канаве. Справа вдоль лесной прогалины, взяв под контроль лесную дорогу, расположилась противотанковая батарея.
Численность 2-го танкового батальона к началу боя составляла 10 или 11 танков. Против них, согласно некоторым источникам, надвигалось 79 немецких танков. Советские танки встретили немецкие танки огнем с места и в последовавшем затем бою подбили 20 или 21 танк. Сам танковый батальон, согласно большинству источников, также потерял все свои танки, лишившись боеспособности.
Находившийся позади танкистов 133-й мотострелковый батальон, по некоторым данным, подвергся атаке 79 немецких танков около 15.00. Не выдержав этого удара, батальон стал отходить под прикрытием оставленных им бронебойщиков. Огнем из ПТР младший сержант Торопченко подбил танк Pz.II, но подбить надвигающийся на него танк Pz.III он не смог и был раздавлен этим танком вместе со своим ружьем. Еще один танк Pz.III поджег бутылкой с зажигательной смесью пулеметчик красноармеец Яков Шептицкий. Всего же мотострелки своими силами смогли подбить 4 танка, еще 3 танка подбила противотанковая батарея 133-й танковой бригады.
Невдалеке от батальонов 133-й танковой бригады чуть в стороне от главного удара группы Хайдебранда действовала противотанковая батарея 13-й танковой бригады, которая смогла в часовом бою подбить 5 танков, но ход боя это также никак не изменило. Преодолев сопротивление батальонов 133-й танковой бригады у высоты 206,2, боевая группа Хайдебранда двинулась с юга дальше к Песчаному, а слева от нее также успешно продвигалась вперед боевая группа Килера. Оставшиеся в роще к югу от Песчаного подразделения 13-й и 133-й танковых бригады оказались обойдены немцами с обеих сторон, разобщены друг с другом, потеряли между собой всяческую связь и поодиночке стали отходить из намечающегося окружения в северном направлении на Песчаное. По информации штаба 22-го танкового корпуса, в ходе боя командир 133-й танковой бригады полковник Поляков потерял управление своей бригадой, оставил свои танки и личный состав и отошел в тыл, не зная ни состояние своих батальонов, ни судьбу своих танков, за что 17 мая решением командира 22-го танкового корпуса Поляков был снят с должности.
Продвигаясь дальше к Песчаному, боевая группа Хайдебранда вышла к безымянному ручью в 1 км юго-восточнее Песчаного, где вынуждена была приостановить свое продвижение вперед из-за отсутствия переправы через ручей. Наступавший левее группы Хайдебранда к северо-западу от высоты 206,2, 2-й батальон 126-й моторизованного полка с 9-й ротой 201-го танкового полка из состава боевой группы Килера в это же время с боями прошел рощу, где ранее оборонялись батальоны 133-й танковой бригады с подразделениями 13-й танковой бригады, и в 15.00 занял северную опушку рощи, выйдя в 2 км к юго-западу от Песчаного и заодно обойдя со стороны безымянный ручей, который стал препятствием для соседней боевой группы Хайдебранда. Действовавший левее боевой группы Киллера 23-й мотоциклетный батальон при поддержке 2 танковых рот 201-го танкового полка вновь занял совхоз им. Фрунзе, выбив отсюда мотострелков 13-й танковой бригады. Вслед затем под ударом 50 немецких танков 989-й стрелковый полк 226-й стрелковой дивизии в 14.00 полностью оставил Червону Роганку. Оставив Лебединку и высоту 218,4, отошли в леса к востоку от Лебединки 622-й и 781-й стрелковые полки 124-й стрелковой дивизии, после чего к 18.00 немецкий мотоциклетный батальон достиг рубежа: высота 218,4 - опушка рощи в 2 км восточнее Червоны Роганки, где и закрепился.
Уже вечером боевая группа Хайдебранда перегруппировала свои силы в полосу соседней слева боевой группы Килера, тем самым обойдя со стороны безымянный ручей к югу от Песчаного. В 20.30 1-й батальон 201-го танкового полка и 1-й батальон 126-го моторизованного полка на бронетранспортерах ворвались с юго-запада в Песчаное, где к этому времени со вчерашнего дня оборонялся один только 406-й стрелковый полк 124-й стрелковой дивизии. По подсчетам советской стороны, всего в Песчаное ворвалось 30 танков с пехотой на автомашинах. После выхода на окраину немецкая пехота стала распространяться по самому селу. Не выдержав этого натиска, 406-й стрелковый полк стал отходить за речку Бабка на восток, а вслед за тем отход перерос в бегство. Во время этого боя погиб командир полка майор Степан Бычков. Уже в 20.45, т.е. спустя 15 минут после прорыва немцев в Песчаное, боевая группа Хайдебранда полностью заняла это село, после чего она здесь перешла к обороне на западном берегу речки Бабка.
Правее нее ближе к вечеру была введена в бой боевая группа Бахмана - 128-й моторизованный полк 23-й танковой дивизии, усиленный 3-й ротой 171-го противотанкового батальона. Противостоявший ей 53-й стрелковый полк 81-й стрелковой дивизии, оставив высоту 196,3 к западу от Большой Бабки, с боями отошел к речке Бабка и закрепился на западном берегу на высотах 175,1 и 169,9 к северу от Большой Бабки. На его участке за день, по оценке штаба 81-й стрелковой дивизии, было выведено из строя 25 танков 23-й танковой дивизии, в т.ч. 17 танков подбито силами самого 53-го стрелкового полка, однако эта цифра в 25 подбитых танков представляется несколько завышенной. Сам 53-й стрелковый полк 13 мая под ударами танков группы Хайдебранда и пехоты группы Бахмана потерял 257 человек личного состава, главным образом убитыми и пропавшими без вести. Соседний с ней 202-й стрелковый полк продолжал вести безуспешные бои по очистке от противника Большой Бабки, что ему сделать не удалось, а потери полка при этом составили 137 человек убитыми и ранеными. Слева от 81-й дивизии 300-я стрелковая дивизия продолжала вести тяжелые для нее лесные бои к югу от Большой Бабки, неся потери и не имея никакого существенного продвижения вперед.
Все то время, пока сначала проходило наступление 13-й танковой бригады, а затем вперед на Песчаное выступила 23-я танковая дивизия, на правом фланге 226-й стрелковой дивизии сохранялось затишье. Находившийся в обороне на западных опушках лесов к западу от Непокрытой правофланговый 985-й стрелковый полк имел задачей перейти в наступление на Михайловку 1-ю с 13.00, и только между 12 и 13 часами это наступление было отменено, после того как командир 226-й дивизии генерал-майор Горбатов получил сообщение о начале контрнаступления 23-й танковой дивизии. Остававшаяся позади полка 36-я танковая бригада только в 13.00 получила задачу: совместно с соседней 133-й танковой бригадой контратаковать и уничтожить немецкие танки, атакующие со стороны села Зарожное на Песчаное. В течение следующих 40 минут часть танков бригады успела убыть на юг против наступающей 23-й танковой дивизии, в итоге к 13.40 в распоряжении командира 36-й танковой бригады в рощах к западу от Непокрытой осталось стоять 14 танков (1 Mk.II, 7 Mk.III, 6 Т-60). Согласно отчету штаба 36-й танковой бригады, число исправных танков было и того меньше - всего 8 штук. Кроме танков здесь находился весь 36-й мотострелковый батальон и 2 оставшихся орудия ПТО противотанковой батареи. Численность действовавшего по соседству 1-го танкового батальона 133-й танковой бригады не известна, но, судя по общим потерям 133-й танковой бригады 13 мая, ее можно оценить примерно в 10 танков.
Тем временем с 7.00 до 10.30 13 мая из Харькова в Кутузовку (5 км юго-западнее д. Михайловка 1-я) также перешла боевая группа 3-й танковой дивизии (командир группы подполковник Шмидт-Отт), состоявшая из 3-го батальона 6-го танкового полка, 1-го батальона 3-го моторизованного полка, 3-й роты 39-го саперного батальона и 1-го дивизиона 75-го артполка. По состоянию на 5 мая она имела 45 танков (6 Pz.IV, 34 Pz.III, 5 Pz.II).
В 12.45 боевая группа Шмидта-Отта выступила из Кутузовки в контрнаступление вдоль дороги на Непокрытую, в 13.15-13.25 она перешла позиции 211-го пехотного полка и в 13.50 достигла лесов к западу от Непокрытой, атаковав позиции 985-го стрелкового полка и 36-й танковой бригады. Ранее находившиеся в обороне 2-й и 3-й батальоны 211-го пехотного полка, перешедшие в подчинение командира 3-й танковой дивизии, также выступили со своих позиций следом за танками группы Шмидта-Отта. Появление немецких танков с запада оказалось для советской стороны полнейшей неожиданностью, но находившийся на западной опушке рощи командир 36-й танковой бригады полковник Танасчишин не растерялся, приказал имевшимся здесь экипажам танков встретить немецкие танки огнем с места, а в дальнейшем упорно оборонять западную опушку рощи.
Встретив упорное сопротивление со стороны 36-й танковой бригады, боевая группа Шмидта-Отта стала обходить ее с флангов. Находившийся на открытой огневой позиции расчет орудия старшего сержанта Григория Шкурко успел подбить 3 немецких танка, пока орудие не было разбито танками, а сам Шкурко при этом не был ранен. Расчет другого орудия старшего сержанта Ивана Белкина подбил еще 4 танка, после чего это орудие также было разбито танками, сам Белкин и 3 других артиллеристы были ранены, а наводчик сержант Василий Поляков погиб. Таким образом, противотанковая батарея 36-й танковой бригады прекратила свое существование, в это же время погибли все находившиеся вблизи танки 1-го танкового батальона 133-й танковой бригады, 5 танков (3 Mk.III, 2 Т-60) 36-й танковой бригады, а минометная рота 36-го мотострелкового батальона расстреляла все боеприпасы и потеряла один 82-мм миномет. Лишившись артиллерийской, минометной и танковой поддержки, 36-й мотострелковый батальон начал отходить со своих позиций в Непокрытую. В общей сложности в том лесном бою 36-я танковая бригада при поддержке танков 133-й танковой бригады, по подсчетам своего штаба, уничтожила до 350 немцев и вывела из строя 23 танка, тем самым ополовинив танковый батальон боевой группы Шмидта-Отта, однако и сама понесла большие потери, в т.ч. потеряв 120 человек личного состава.
После 1,5-часового лесного боя боевая группа Шмидта-Отта пробилась из лесов и к 15.30 завязала бой в 800 метрах от Непокрытой. В 15.30 первые 7 немецких танков подошли с запада к Непокрытой, но были встречены огнем 76-мм батареи 987-го стрелкового полка, потеряли 2 танка подбитыми и вынуждены были повернуть назад. Был подбит и только что выехавший из леса командирский танк, в котором находился Шмидт-Отт. Сам Шмидт-Отт был легко ранен, механик-водитель его ранен тяжело, а радист танка и находившийся в танке офицер связи лейтенант Гётце погибли.
Отошедший из лесов 985-й стрелковый полк занял оборону в домах на западной окраине Непокрытой, присоединившись к 987-му стрелковому полку, который занимал оборону в Непокрытой со вчерашнего дня. Отошедший от Червоны Роганки левофланговый 989-й стрелковый полк закрепился на высоте 173,2 к востоку от Непокрытой, заняв оборону напротив Песчаного. Этих сил было более чем достаточно, чтобы выдержать первые атаки боевой группы Шмидта-Отта на Непокрытую, после чего немцы подвергли село ударам авиации. Во время последовавшей в 17.00 бомбардировки 36-я танковая бригада потеряла сгоревшими штабной автобус, 2 транспортные машины и рацию, а также не менее 8 человек личного состава погибшими и пропавшими без вести, в т.ч. под завалами разбитого командного пункта навечно остался начальник политотдела бригады батальонный комиссар Василий Большаков. Засыпанного землей в блиндаже комиссара бригады полкового комиссара Даниила Черненко смогли откопать и спасти, после чего его госпитализировали.
Сразу после окончания авиаудара боевая группа Шмидта-Отта вновь пошла в атаку и танками ворвалась в Непокрытую. Ситуация начинала складываться трагически, однако в это время к 17.50 все оставшиеся 28 танков 22-го танкового корпуса (в основном танки 133-й танковой бригады) были выведены на западные скаты высот 199,0 и 195,9 к востоку и к северо-востоку от Непокрытой и открыли с места огонь по прорвавшимся в село немецким танкам. Общее руководство сводной танковой группой было возложено командованием корпуса на командира 36-й танковой бригады полковника Танасчишина. Совместно с артиллерией танки своим огнем вынудили немцев покинуть Непокрытую, после чего 985-й стрелковый полк и 36-й мотострелковый батальон вновь заняли ее. При этом в Непокрытой 36-й танковой бригадой был захвачен немецкий автобус, в котором были обнаружены папки с документами боевой группы Шмидта-Отта, а также бригадой было захвачено 3 пленных.
По итогу боевых действий к 22.00 атаковавший на Непокрытую следом за танками немецкий 211-й пехотный полк закрепился в первых домах на западной окраине села, а 3-й батальон 6-го танкового полка и 1-й батальон 3-го моторизованного полка закрепились к западу от Непокрытой к северу от дороги на Михайловку 1-ю. Противостоявший им 985-й стрелковый полк к исходу дня был сменен на западной окраине 987-м стрелковым полком и отведен во 2-й эшелон в Октябрьский. 989-й стрелковый полк остался обороняться на участке: высота 173,2 - Федоровка - напротив села Песчаное.
Выход немецких частей к Непокрытой и занятие ими Песчаного поставили под угрозу окружения 622-й и 781-й стрелковые полки 124-й стрелковой дивизии, которые продолжали обороняться в лесах к востоку от Лебединки. К востоку от них действовали разрозненные подразделения разбитых в тот день 13-й и 133-й танковых бригад. В ночь на 14 мая все эти части отошли из намечающегося кольца в направлении Непокрытой, а затем перешли Бабку, после чего 622-й и 781-й стрелковые полки перешли к обороне на восточном берегу Бабки напротив Песчаного и к северу от него. Разбитый при сдаче Песчаного 406-й стрелковый полк был отведен в резерв командира 124-й стрелковой дивизии.
В целом немецкое контрнаступление 13 мая завершилось полным успехом для немецких танковых дивизий. За один день они практически полностью ликвидировали все результаты наступления ударной группировки 38-й армии 12 мая. 124-я стрелковая дивизия оставила занятое ею Песчаное и отошла на восточный берег Бабки, а 226-я стрелковая дивизия оставила леса к западу от Непокрытой, Червону Роганку и отошла в Непокрытую. Неравная борьба с немецкими танками, отход частей и оставление ими территории для советских пехотных частей сопровождались большими потерями в личном составе и вооружении. Один только 622-й стрелковый полк за 12-13 мая (но в основном все же 13 мая) потерял 3 миномета, 4 пулемета и 444 человека личного состава, в т.ч. 264 человека - пропавшими без вести.
22-й танковый корпус же за день был буквально разгромлен, потеряв сразу 87 из 132 танков, которые имелись в нем к началу майского наступления: 12 из 19 Т-34, 20 из 30 Mk.II, 14 из 20 Mk.III, 12 из 16 Т-60, 6 из 9 Т-26, 23 из 38 БТ - 65,9 % всего танкового парка.
36-я танковая бригада 13 мая потеряла свыше 120 человек убитыми и ранеными и еще не менее 52 человек пропавшими без вести. Было потеряно 34 танка (8 Mk.II, 14 Mk.III, 12 Т-60), 2 орудия ПТО, 1 82-мм миномет, 3 станковых пулемета.
133-я танковая бригада официально потеряла 21 танк (12 Т-34, 9 БТ) и 101 человека личного состава (17 - убитыми, 51 - пропавшим без вести, 33 - ранеными). Однако в ее именных списках безвозвратных потерь только за 12 мая числится 22 убитых и 73 пропавших без вести. С учетом того, что все погибшие 12 мая 3 танкиста 133-й танковой бригады записаны погибшими 11 мая, записанные в потери 12 мая - это, скорее всего, потери 13 мая.
13-я танковая бригада 13 мая официально потеряла 32 танка (12 Mk.II, 6 Т-26, 14 БТ) безвозвратно и 129 человек личного состава (56 - убитыми, 37 - пропавшими без вести, 36 - ранеными). Однако в именном списке безвозвратных потерь личного состава 13-й танковой бригады за 12-13 мая числится 48 убитых и 85 пропавших без вести, а т.к. 12 мая бригада в боевых действиях не участвовала, все они погибли или пропали без вести именно 13 мая. Отсюда фактические потери бригады 13 мая видятся как не менее чем 169 человек личного состава (133 - убитыми и пропавшими без вести, не менее 36 - ранеными).
Таким образом, за один день 13 мая 22-й танковый корпус потерял большую часть своих танков и несколько сотен человек личного состава, практически лишившись боеспособности. 14 мая в 36-й и 133-й танковых бригадах оставалось в строю 20 танков (6 Т-34, 1 Mk.II, 5 Mk.III, 3 Т-60, 5 БТ). В 13-й танковой бригаде еще оставалось 14 танков (8 Mk.II, 3 Т-26, 3 БТ), но из них 14 мая исправны были только 5 танков. Таким образом, введенная в бой только 13 мая, 13-я танковая бригада оказалась по окончании этого боя гораздо слабее 36-й и 133-й танковых бригад, находящихся уже 2-й день в боях. В связи с утратой боеспособности 13-я танковая бригада 14 мая была выведена во 2-й эшелон 22-го танкового корпуса в леса к западу от Старого Салтова, где затем несколько дней приводила себя в порядок и занималась ремонтом неисправной техники.
Сколько точно танков потеряли противостоявшие 22-му танковому корпусу 23-я танковая дивизия и боевая группа Шмидта-Отта, не известно. Советские штабы отчитались об уничтожении десятков немецких танков. Так, 13-я танковая бригада, согласно своему докладу, уничтожила 30 танков. 133-я танковая бригада, согласно докладу штаба 22-го танкового корпуса, уничтожила 25-30 танков, а 36-я танковая бригада уничтожила еще 40 танков. Складывая эти цифры вместе, мы получаем 95-100 танков, хотя сложение этих цифр будет, скорее всего, некорректно, ведь все 3 танковые бригады 22-го танкового корпуса действовали 13 мая вперемешку друг с другом, и подбитые, скажем, на участке 36-й танковой бригады немецкие танки частью были подбиты 1-м танковым батальоном 133-й танковой бригады.
Достоверно известно, что никаких больших безвозвратных потерь в танках противостоявшая 13-й и 133-й танковым бригадам 23-я танковая дивизия 13 мая не имела. В своем промежуточном донесении от 14 мая штаб 23-й танковой дивизии дал предварительные данные о понесенных дивизией потерях как 1 танк Pz.III, не менее 248 человек личного состава убитыми и ранеными, не менее 50 автомашин, 4 орудия, 1 миномет, 1 пулемет. Итоговые подсчеты потерь этой дивизии за день 13 мая не известны. Общие безвозвратные потери дивизии за 13-22 мая составили 30 танков, из них 13 танков было безвозвратно потеряно 17 мая у Терновой, да и из числа остальных 17 танков многие, скорее всего, также были потеряны в боях после 13 мая. Отсюда можно предположить, что фактически 23-я танковая дивизия потеряла 13 мая в боях против 22-го танкового корпуса не более 10 своих танков безвозвратно. Еще меньше танков должна была потерять боевая группа Шмидта-Отта, силы которой уступали 23-й танковой дивизии в 4 с лишним раза, а в бой она пошла только со 2-й половины дня.
Столь малые фактические безвозвратные потери немецких танкистов объяснялись прежде всего тем, что вся территория, на которой велись бои, осталась в конечном счете за ними, а все подбитые танки удалось эвакуировать в ремонт или даже восстановить прямо на поле боя. В отличие от немецких танков танки 22-го танкового корпуса, оставшиеся стоять подбитыми на поле боя, эвакуировать из расположения немцев не было никакой возможности, а потому и столь велики оказались безвозвратные потери танковых бригад в танках.
Во-вторых, подавляющее большинство немецких танков обеих немецких танковых частей были средними танками (Pz.IV и Pz.III) с 50-мм и 75-мм орудиями, в то время, как в составе 22-го танкового корпуса помимо средних танков присутствовало большое количество легких танков Т-60, БТ и Т-26 с 20-мм и 45-мм орудиями и слабой броней, которые явно не составляли немецким средним танкам большой конкуренции.
Ну а в-третьих, все 3 советские танковые бригады действовали разрозненно друг от друга, будучи разбросаны побатальонно на разных направлениях, и немецкие танковые части, действовавшие гораздо более внушительными ударными группами, имели возможность бить их по частям, батальон за батальоном, создавая локальное превосходство в огневой мощи на этих локальных участках фронта.
В целом 22-й танковый корпус, располагая большим количеством танков, вполне мог и остановить контрнаступление немецких танковых группировок, не допустив их в Песчаное и к Непокрытой, однако для этого он должен был с утра 13 мая вместе со 124-й и 226-й стрелковыми дивизиями прочно перейти к обороне на достигнутом 12 мая рубеже, а не распылять силы и не пытаться атаковать немецкую танковую дивизию на ее исходных позициях. Единственный резерв командующего 38-й армией и по совместительству наиболее боеспособная танковая бригада 22-го танкового корпуса - 13-я танковая - была введена в бой преждевременно и растрачена в глубине обороны противника, действуя в отрыве от каких-либо пехотных частей. Левый фланг ударной группировки на стыке 81-й и 124-й стрелковых дивизий, там, где пришелся главный удар 23-й танковой дивизии, оказался слабо прикрыт, а находящееся позади село Песчаное не успели толком укрепить и вновь превратить его в сильный опорный пункт, каким оно было, когда занималось боевой группой Река. Все эти ошибки привели к самой настоящей катастрофе на правом фланге 38-й армии, разгрому ее частей и отходу их на восток. При этом обнажился левый фланг соседней справа 28-й армии, что в будущем быстро привело к разгрому и отходу всех левофланговых частей 28-й армии.