Всего, с учетом всех частей и соединений, численность войск 3-й танковой армии составляла: 57 557 бойцов и командиров, 9502 автомата, 1250 ручных пулеметов, 535 станковых пулеметов, 1353 противотанковых ружья (ПТР), 1223 миномета различных систем, 189 противотанковых орудий, 256 орудий калибра 76 мм, 116 гаубиц калибра 122 мм, 17 орудий калибра 152 мм. Численность танкового парка армии была 223 машины, из них только 85 были боеготовыми.
Исходные рубежи для наступления 3-й танковой армии были образованы внешним фронтом окружения немецких войск в предыдущей операции. 7-й кавалерийский корпус (ставший 19 января 1943 г. 6-м гвардейским кавалерийским корпусом), согласно принятой в Красной Армии технике ведения операций, прорвался глубоко вперед и захватил рубеж реки Оскол и станцию Валуйки. Вскоре к нему присоединилась 184-я стрелковая дивизия. Эти два соединения обеспечили развертывание армии на рубеже Валуйки — Уразово — Каменка для проведения операции «Звезда». К 31 января войска 3-й танковой армии в основном завершили ликвидацию окруженного в Воронежско-Касторненской операции противника и сосредоточились на занятом ранее пехотинцами и кавалеристами рубеже. Длительные марши и бои отрицательно сказались прежде всего на танковом парке армии. К моменту выхода на исходные рубежи для наступления в составе 12-го танкового корпуса было в строю 20 танков, 15-го танкового корпуса тоже 20 танков и в составе 179-й отдельной танковой бригады 10 танков. Поддержку с воздуха наступлений Воронежского фронта осуществляла 2-я воздушная армия генерал-майора авиации Смирнова.
Для немецкого командования обстановка в феврале 1943 г. по сравнению с январем 1942 г. имела три основных отличия. Если в 1942 г. имелся хотя и растянутый, но сплошной фронт, то год спустя в нем зияла колоссальная брешь. Это было отличие в худшую сторону. Одновременно были принципиальные отличия в лучшую сторону. Во-первых, незадолго до начала боев под Харьковом в состав группы армий «Б» и «Дон» прибыли свежие корпуса и дивизии, прошедшие в 1942 г. переформирование на Западе. Это были соединения, утратившие боеспособность и выведенные с фронта по итогам зимней кампании 1941–1942 гг. Во-вторых, отходящая на запад ударная группировка теперь состояла не из одной, а из двух танковых армий. В 1942 г. от Ростова отходила только 1-я танковая армия Э. фон Клейста, в 1943 г. через Ростов отходили танковые корпуса двух крупных механизированных объединений: 1-й танковой армии Э. фон Маккензена и 4-й танковой армии Г.Гота.
Первой из этой группы соединений стала 6-я танковая дивизия, принявшая участке в попытке деблокировать армию Паулюса в конце ноября и начале декабря 1942 г. 30 января она насчитывала 64 танка. Второй из прошедших переформирование после зимы 1941–1942 гг. соединений была 7-я танковая дивизия. Она прибыла в распоряжение командование группы армий «Дон» в январе 1943 г. в составе 21 танка Pz.II, 91 танка Pz.III с 50-мм длинноствольным орудием, 14 танков Pz.III с 75-мм 24-калиберным орудием, 2 танков Pz.IV с 75-мм 24-калиберным орудием, 18 танков Pz.IV с 75-мм длинноствольным орудием и 9 командирских танков. Еще одним танковым соединением, поступившим на усиление войск на южном секторе советско-германского фронта, была 11-я танковая дивизия. Она была переброшена из резерва группы армий «Центр» в конце 1942 г. и к 29 января насчитывала 61 боеготовый танк.
Свежие силы и резервы прибывали не только в группу армий «Дон», но и в группу армий «Б» в районе Харькова и Белгорода. Таким резервом, сыгравшим важную роль в сражении, стала танко-гренадерская дивизия «Великая Германия». Дивизия в процессе отдыха и доукомплектования после «Марса» успела получить пополнение, в том числе новейшие тяжелые танки «тигр», составившие 13-ю роту танкового полка. На момент вступления в бой в составе группы армий «Б» танковый полк дивизии состоял из одного батальона и насчитывал 10 танков Pz.III с 50-мм длинноствольной пушкой, 42 танка Pz.IV с длинноствольным орудием, 9 танков Pz.VI «тигр», 6 командирских танков и 28 огнеметных танков. Второй танковый батальон «Великой Германии» прибыл на фронт в разгар сражения, 1 марта 1943 г.
Помимо танковых и моторизованных соединений в группы армий «Б» и «Дон» поступали свежие пехотные дивизии. Для закрытия бреши севернее Харькова была переброшена 168-я пехотная дивизия, а юго-восточнее Харькова заняла позиции 298-я пехотная дивизия. Сюда же прибыла начавшая формироваться еще в декабре 1940 г. и с марта 1941 г. находившаяся на Западе 320-я пехотная дивизия генерал-майора Георга Постеля. Пополнение получили также другие соединения группы армий «Дон». В состав армейской группы Фреттер-Пико, оборонявшей северный фланг группы армий «Дон», в конце января прибыла 335-я пехотная дивизия. Одновременно армейской группе Фреттер-Пико было возвращено наименование XXX армейского корпуса, и он был подчинен штабу 1-й танковой армии Э. фон Маккензена. В состав армейской группы Холидта, оборонявшейся в центре построения группы армий «Дон», прибыла 304-я пехотная дивизия. Дивизия не обладала боевым опытом, но была хорошо укомплектована в отличие от опытных, но понесших потери в предыдущих боях 206-й и 294-й пехотных дивизий группы Холидта.
Наиболее сильным резервом, прибывающим в распоряжение немецкого командования на харьковском направлении, был II танковый корпус СС. Три его дивизии — «Лейбштандарт СС Адольф Гитлер», «Дас Райх» и «Тотенкопф» — были в 1942 г. выведены с фронта на переформирование. В 1941 г. и зимой 1942 г. все эти три моторизованные дивизии (точнее, в тот период «Лейбштандарт» был мотопехотной бригадой) воевали в разных группах армий. «Лейбштандарт» действовал в составе группы армий «Юг», моторизованная дивизия «Дас Райх» — в группе армий «Центр», и моторизованная дивизия «Тотенкопф» — в группе армий «Север».
Из всех соединений, прибывавших из Германии и Франции, эсэсовские дивизии претерпели на переформировании наибольшие изменения. Все три были приведены к одному стандарту, став танко-гренадерскими дивизиями согласно директиве от 14 октября 1942 г. Если до этого в составе трех моторизованных соединений СС не было танков, то в сражение за Харьков они вступили, имея танковый полк двухбатальонного состава. Помимо двух батальонов трехротного состава в каждой дивизии была отдельная рота тяжелых танков «тигр». Состав танкового парка дивизий представлен в таблице.
Численный состав танков дивизий II танкового корпуса СС
Таблица составлена по данным Jentz.T Panzertruppen, Vol.2, p.37.
Однако не танки были ядром танко-гренадерских дивизий СС корпуса Хауссера. Помимо танкового полка в каждой из дивизий было два трехбатальонных мотопехотных (танко-гренадерских) полка, в «Тотенкопфе», кроме этого, был третий (двухбатальонный) мотопехотный полк. Полки имели сквозную нумерацию для первых двух танко-гренадерских дивизий СС, а иногда имена собственные. «Лейбштандарту» принадлежали 1-й и 2-й мотопехотные полки. «Дас Райху» — 3-й и 4-й мотопехотные полки, называвшиеся соответственно «Дойчланд» и «Фюрер». Во 2-м и 4-м мотопехотных полках III батальон оснащался БТР «Ганомаг». Остальные мотопехотные батальоны передвигались на марше на автомашинах, а в бою — в пешем строю. В состав «Тотенкопфа» входили мотопехотные полки «Тотенкопф» и «Теодор Эйке», а также мотострелковый полк «Туле». БТРами «Ганомаг» в «Тотенкопфе» оснащался первый батальон танко-гренадерского полка «Тотенкопф».
Прибытие свежих соединений позволило немецкому командованию в какой-то мере заделать брешь между группами армий «Б» фон Вейхса и «Дон» Манштейна, пробитую Воронежско-Касторненской и Острогожско-Россошанской операциями. Для смыкания флангов была создана армейская группа Ланца, первоначально включавшая только две дивизии (168-ю пехотную и моторизованную «Великая Германия»). Армейская группа подчинялась командованию группы армий «Б» и получила свое название по имени командующего — генерала горных войск Хуберта Ланца. В конце января 1943 г. армейская группа Ланца постепенно формировала завесу от Белгорода до Лисичанска, где ее южный фланг примыкал к северному флангу группы армий «Дон» в лице 19-й танковой дивизии.
Все соединения армейской группы Ланца занимали широкий фронт, на котором можно было вести только сдерживающие действия. На северном фланге 30-километровый фронт занимала 168-я пехотная дивизия. Северо-восточнее Харькова занимала оборону на таком же широком фронте «Великая Германия». Наиболее разреженное построение получила первоначально дивизия СС «Дас Райх». Прибывший первым ее мотопехотный полк «Дойчланд» получил фронт шириной 30 км от Ольховатки до Великого Бурлука к востоку от Харькова. Юго-восточнее Харькова в городе Купянске и по реке Оскол южнее города оборонялась 298-я пехотная дивизия. На правом крыле армейской группы Ланца позиции по реке Красной занимала 320-я пехотная дивизия. По отношению к советским войскам армейская группа Ланца находилась на стыке Юго-Западного и Воронежского фронтов. Общая численность частей и соединений группы (без учета эсэсовских соединений) составляла примерно 30 тысяч человек. Оборона на широком фронте не обещала быть легкой, и задачей Ланца было продержаться до прибытия основных сил II танкового корпуса СС. В сущности, армейская группа Ланца должна была прикрыть развертывание корпуса СС в районе Харькова. В дальнейшем корпус Хауссера должен был нанести контрудар по наступающим на Донбасс советским войскам.
