По Степановке также вели огонь шестиствольные реактивные минометы и артиллерия танковых дивизий.
Последовавший 23 февраля штурм Степановки привел к полному окружению деревни и поставил находившиеся в ней части 10-го и 18-го танковых корпусов в безвыходное положение. Связь со штабом подвижной группы Попова была потеряна, и в ночь на 24 февраля командир 10-го танкового корпуса решил прорываться из Степановки на восток. Вместе с ним в прорыве участвовала группа 18-го танкового корпуса. Однако высланная вперед разведка натолкнулась на колонну немецких войск (предположительно 11-й танковой дивизии), и было решено отойти к Александровке (15 км северо-западнее Степановки). К 7.00 10-й танковый корпус вышел к Александровке в составе 3 Т-34 и 3 Т-70. Потери корпуса в боях за Степановку составили 1 Т-34, 1 Т-60 и 1 Т-70. Людские потери оценивались как «незначительные». Группа начальника штаба 18-го танкового корпуса потеряла в Степановке восемь 37-мм зениток, четыре 76-мм орудия. В Александровке к тому моменту оборонялись части 44-й гвардейской стрелковой дивизии. Дивизия находилась на марше в западном направлении. Но наступление XXXX танкового корпуса заставило ее встать в оборону фронтом на юг.
Уже в 8.00 24 февраля Александровку атаковал «Викинг». Прорыв на окраину деревни БТР «Ганомаг» с мотопехотой эсэсовской дивизии вызвал замешательство в пехоте стрелковой дивизии, и она начала отходить по дороге на Барвенково. Однако вышедшие из окружения части 10-го танкового корпуса оказались как нельзя кстати: два танка, посланных на окраину деревни, расправились с БТРами, и пехота вернулась. Однако противник не оставил попыток пробить себе дорогу на Барвенково. В течение дня атаки на Александровку продолжились, и к вечеру было принято решение отвести группу двух танковых корпусов и стрелковые части 44-й дивизии на север. Они отошли, преследуемые по пятам «Викингом». В 10-м танковом корпусе к тому моменту оставалось 2 Т-34 и 2 Т-70.
Тем временем командующий Юго-Западным фронтом Н.Ф. Ватутин осознал перспективы надвигающейся катастрофы и приказал расформировать подвижную группу М.М. Попова, а соединения группы передать с 8.00 25 февраля в подчинение 1-й гвардейской армии В.И. Кузнецова. Основной задачей 1-й гвардейской армии и войск, ранее входивших в группу М.М. Попова, была оборона района Барвенково. Собственно в Барвенково сосредотачивалась 52-я стрелковая дивизия.
В ночь с 24 на 25 февраля 10-й танковый корпус получил приказ оборонять Барвенково с востока, занимая район Архангельского. В ответ на просьбу о пополнении были получены 9 Т-34 и 2 Т-70 из состава выведенного в Барвенково на отдых и переформирование 4-го гвардейского танкового корпуса П.П. Полубоярова. 27 февраля Ново-Архангельское было обойдено и атаковано «Викингом» с севера. В контратаке 2 Т-34 и 2 Т-70 10-го танкового корпуса были потеряны. В середине дня Архангельское было атаковано танками, и танки корпуса П.П. Полубоярова (6 Т-34 и 1 Т-70) без приказа снялись с позиций и ушли в тыл. К ночи защитники покинули Архангельское и отступили в Барвенково.