損失巨大各坦克旅各僅剩6輛坦克各摩托化步兵營只有16～20人但蘇聯人的拼死抵抗使德軍在2天的進攻中僅僅前進了6到8公里同時把肯普夫戰役叢集所屬的勞斯軍投入了戰鬥該軍編成內的大日耳曼師憑藉豹式坦克取得了巨大的戰果該師後來宣稱自苫損失豹式坦克1輛Ⅳ號坦克7輛。
在投了如此強大的兵力之後而兵力匱乏沒有預備隊的沃羅涅日方面軍這時已經拿不出什麼部隊來堵住這個缺口了為了援救沃羅涅日方面軍斯大林下令抽調近衛第2軍坦克第18軍和最高統帥部坦克第3軍前往增援
1941年7月24日德軍第4裝甲集團軍的部隊已經逼近了哈爾科夫此時希特勒本人也再次來到南方集團軍群司令部給前線部隊打氣當天第4裝甲集團軍所屬的黨衛隊裝甲軍為了拿下哈爾科夫作為獻給希特勒的禮物在步兵第320師配合下不顧重大傷亡從哈爾科夫北面進行迂迴切斷了紅軍的退路而裝甲第48軍則從東面對該城進行攻擊在別爾戈羅德方向已經沒有了炮彈的紅軍第40集團軍此時正在和德國勞斯軍惡戰。
7月25日黨衛隊部隊衝入了哈爾科夫城蘇德兩軍發生了激烈的巷戰兩天以後德軍包圍了紅軍坦克第3集團軍蘇聯紅軍統<； 帥部只能命令第2航空集團軍利用夜航飛機對該集團軍進行補充
仗打到這個份上哈爾科夫城的陷落已成定局從紅軍奪回哈爾科夫到他們再次失去這座城市時間正好過了一個月
在哈爾科夫失守之後紅軍第3坦克集團軍於3月17日凌晨突圍在損失了大量兵員丟棄了眾多裝備後這個已經疲憊不堪的紅軍坦克集團軍終於撤到了北頓涅茨河左岸並被就地編入了西南方面軍第2天德軍大日耳曼摩托化步兵師佔領了別爾戈羅德對李默來說當前最大的目標就是趁著紅軍撤退在寒冷季節還沒有開始之際儘可能多的從俄國人手裡多搶佔一些地盤此後一直到8月2日紅軍沃羅涅日方面軍一直都在德軍的追擊下向後撤退
但到了7月26日由於德軍兵力不足加上道路泥濘不堪而紅軍新增援上來的3個集團軍第1坦克集團軍第2164集團軍已經開到李默只好命令停止了追擊而退過了北頓涅茨河的紅軍沃羅涅日方面軍則沿著河岸在庫爾斯克南部的奧博揚地區建立了陣地
這裡就是後來庫爾斯克突出部的正南面此時在經歷了幾個月的殘酷廝殺後互有勝負的蘇德兩軍終於在哈爾科夫之戰中消耗完了最後的力量彼此都已經無法再組織起大規模進攻了於是沿著整個東部戰線精疲力竭的蘇德兩軍都轉入了防禦在雙方完成休整和補充之前蘇德戰場將進入一個短暫的休戰期
此時李默已經把大量的部隊調集到了斯大林格勒外圍，南方集團軍群連續作戰。物質已經是嚴重不足了，就算是李默修復了蘇聯境內的鐵路，還有烏克蘭的一些工廠提供彈藥，但也需要大約十多天時間來補充彈藥物質，才有辦法發動大規模的進攻戰。
而現在的戰局已經出現了新的變法，一邊是李默選擇直接北上進攻重點防守的斯大林格勒，另一種選擇是與德國中央集團軍群合作攻擊庫爾斯克，這需要看希特勒和斯大林的出招了，現在李默只能安心補充物質彈藥，不然一切無從談起。
哈爾科夫之戰給紅軍造成的人員損失也是相當可觀的德國第4裝甲集團軍宣佈他們一共打死了40130名蘇聯紅軍俘虜了7430人擊毀的紅軍技術兵器包括767輛坦克1072門火炮而根據俄羅斯1993年發表的資料紅軍在沃羅涅日到哈爾科夫方向發動進攻到哈爾科夫戰役最終結束紅軍各參戰部隊一共死亡失蹤被俘了10萬人受傷和患病14萬多人損失坦克和自行火炮1347輛各種口徑的火炮迫擊炮7291門飛機417架其中在和德國第4裝甲集團軍於交戰中損失的兵力大約為死亡失蹤被俘約3萬人損失坦克和自行火炮