На этот раз последовало наступление в северном направлении, и 22 мая 14-я танковая дивизия установила контакт с частями 44-й пехотной дивизии 6-й армии. Вокруг частей Красной Армии замкнулось кольцо окружения. В «котел» под Харьковом попали 21 дивизия, 2 танковых корпуса, 5 отдельных танковых бригад, артиллерийские, инженерные части и различные вспомогательные подразделения. Л.И. Майданик вспоминал: «До 24 мая действия нашей бригады, да и других частей и соединений были довольно организованными. Систематически велась разведка, при необходимости вступали в бой, а если не позволяли обстоятельства, маневрировали на большом пространстве».
Для деблокирования окруженных частей в составе Южного фронта был сформирован сводный танковый корпус под руководством заместителя командующего фронтом по автобронетанковым войскам генерал-майора А.Д. Штевнева. 25 мая корпус начал атаки на внешний фронт окружения. Тем временем внутри кольца были собраны две ударные группировки для прорыва фронта изнутри. Первая группа должна была прорываться всеми оставшимися на ходу танками 6-й армии под командованием командира 21-го танкового корпуса генерал-майора Г.И. Кузьмина. На острие прорыва находилась 5-я гвардейская танковая бригада. Наступать группа должна была из района Лозовеньки навстречу ударам сводного танкового корпуса у Чепеля. Из 22 тысяч человек, которые пошли на прорыв, к своим вышли всего 5 тысяч и 5 танков 5-й гвардейской танковой бригады. Командир бригады генерал-майор Н.Ф. Михайлов был ранен и попал в плен. Генерал-майор Кузьмин, раненный разрывной пулей в живот, предпочел смерть плену и покончил с собой."
"Вторую группу, состоявшую из бойцов и командиров 6-й и 57-й армий, из окружения вывели части 23-го танкового корпуса генерал-майора Е.Г. Пушкина. Боец 131-й танковой бригады Л.М. Майданик так описывал обстоятельства прорыва: «Идут люди большой толпой, они спускаются все ниже, к нам. Они идут быстрым шагом, молча. Вот они подошли, и мы тоже вливаемся в этот людской поток. Трудно сказать, сколько человек было в этой большой толпе, возможно, пятьсот, или тысяча, или еще больше. Стало ясно, что люди идут напролом. Впереди этого сборища пехотинцев, конников, минометчиков, артиллеристов, танкистов находился полковник-кавалерист». Кольцо окружения становилось все плотнее, боеприпасы у красноармейцев заканчивались. В отчаянии многие из них добровольно шли сдаваться в плен. Тот же Л.М. Майданик вспоминал: «Выхожу из укрытия, и моим глазам представляется потрясающая своей жутью картина: по длинному оврагу, куда спускаются эти промоины, идет многотысячная толпа наших бойцов, некоторые с поднятыми руками. В плен! Эти вчерашние подтянутые бойцы выглядят неузнаваемо.