第一次哈尔科夫战役是苏德战争中，苏联红军为粉碎德军哈尔科夫集团于1942年5月12～29日实施的战役。
苏军参加此次战役的有西南方面军（司令由西南方向总司令SK.铁木辛哥兼任）和南方面军，计划规定：西南方面军分南北两路对哈尔科夫实施向心突击，粉碎德军哈尔科夫集团，解放哈尔科夫，南方面军坚守巴尔文科沃突出部南正面，以保障西南方面军主要突击集团的侧翼。
德军哈尔科夫集团是南方集团军群第6集团军，当时该集团军与克莱斯特集群正在准备代号为“腓特烈一世”的进攻战役，双方兵力大致相当。
但铁木辛哥被所谓兹米约夫地域有德军装甲重兵集团的情报所迷惑，直至5月17日才命令第21坦克军进入战斗，但已错失良机，其他地段也进展迟缓，导致德军将其预备队从其他方向调到突破地点。
至5月17日前德军统帅部已在巴尔文科沃突出部根部南方面军第9集团军当面建立了强大突击集团，为解除德军第6集团军的压力，克莱斯特集群于5月17日出动14个师进攻南方面军。
在空军的支援下，德军第1装甲集团军向实力薄弱的苏军第9和第57集团军发起进攻，至第一天结束时，德军推进到苏军突击部队后方40公里。
此时，苏军通信与物资供应面临明显的威胁，苏军部队自身也面临着被包围的危险。同时，德军从南北两面对苏军第28集团军两翼实施反突击。
5月19日，铁木辛哥命令部队在巴尔文科沃突出部转入防御，但这一决心已为时过晚。哈里托诺夫指挥的苏军第9集团军已经全线崩溃，苏军左翼被德军突入80公里。
20日，双方都在对巴尔文科沃突出部和突出部周围的部队都进行了调整。苏联军队的行动因为德国空军的骚扰和糟糕的通讯条件而一再受到影响。
22日，德国军队试图完全卡死这个包围圈，铁木辛哥的反应是命令第38集团军的主力部队去向西突破德军的方线并恢复与德军包围圈内部队的接触，但未成功。
23日，克莱斯特集群与德军第6集团军在巴拉克列亚以南会合，切断了苏军由巴尔文科沃突出部向北顿涅茨河对岸退却的道路，将苏军第6与第57集团军的全部以及第9与第38集团军的部分部队包围。
5月25日包围圈内的苏军向东发起了攻击，实施突围。他们发起攻击试图和第114坦克旅建立联系，在遭受了很大损失后，突围部队冲破了德第60摩托化步兵师和第389步兵师的防线。
在这时，德军接到命令向北堵住苏联突围部队的道路。包围圈内的剩下的部队现在缩小到10英里长2英里宽的范围。29日，苏军第6、第9和第57集团军主力大部被围歼。只有约2.2万人的苏联突围部队冲破了德第384步兵师的后方并和苏第38集团军恢复了联系。
此役，苏军有24万人被俘，2026门火炮和1249辆坦克被击毁或缴获。
哈尔科夫战役使苏军西南方面军和南方面军的有生力量和技术兵器遭到很大损失，丧失了北顿涅茨河的重要战役登陆场，因而不能进行原定于夏季进行的进攻战役，使西南方向的形势进一步复杂化。
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