一、“魯緬采夫統帥”行動
8月1日上午10：30，當米烏斯地區的戰鬥正進入關鍵階段時，黨衛軍第2裝甲軍的參謀長施托萊接到來自南方集團軍群的命令，要求帝國師，骷髏師和第3裝甲師，了盡快準備好轉移至哈爾科夫地區。德國情報部門獲悉在別爾戈羅德和托莫羅夫卡之間，僅40公裏長的地段上，蘇軍的沃羅涅日方麵軍集中了4個集團軍：近衛第5集團軍，近衛第6集團軍，第1坦克集團軍，近衛第5坦克集團軍。很快，德軍的擔心就得到了證實：蘇軍在庫爾斯克突出部南部出其不意的對已受重創的德軍發起攻擊，此次代號為“魯緬采夫統帥”行動。蘇軍目的是突破突出部南部德軍防線，奪回別爾戈羅德和哈爾科夫交彙處的交通樞紐。蘇軍的沃羅涅日方麵軍實際上總共投入了458000人，2個坦克集團軍和5個多兵種集團軍。同時，科捏夫的草原方麵軍集中了194000人，編成3個多兵種集團軍，將猛攻頓涅茨河東岸。
蘇軍這次攻勢，使德軍大為震驚，德軍原以為在庫爾斯克，尤其在普羅霍羅夫卡的攻勢中受到嚴重損失的蘇軍沃羅涅日方麵軍和草原方麵軍元氣大傷，至少要到8月底才能重新組織力量發動進攻，但是蘇軍在斯大林的嚴令下，迅速組織起戰鬥力量發動進攻，德軍毫無準備，被在人數上處於劣勢，多處戰術防禦陣地在蘇軍的重擊下，相繼崩潰。霍特的第4裝甲集團軍和肯普夫戰役集團之間，被衝開了一個巨大的缺口。8月5日，別爾戈羅德落入蘇軍手中。緊接著，蘇軍又出動3個集團軍的兵力加入對托莫羅夫卡西麵的攻擊。接下來的一天，德軍開始大規模的撤退。蘇軍第1坦克集團軍開始向博戈杜霍夫進行強攻，此處是當地一個非常重要的鐵路樞紐，並且攻占該地後可以切斷德軍第4裝甲集團軍和肯普夫戰役集群的聯係。
二、哈爾科夫西部之戰
骷髏師的任務就是封閉第4裝甲集團軍和肯普夫戰役集群位於烏達爾內和科隆達耶夫鎮之間寬達約40公裏的缺口。8月8日，骷髏師主力在奧古特茨鎮和瓦爾基鎮之間進行了重組。首批抵達梅爾奇克河附近的骷髏師部隊立刻沿河兩岸從蘇喬伊·梅爾奇克地區（“艾克”裝甲擲彈兵團駐防）往梅爾奇克河河穀南麵的亞力山德羅夫卡（骷髏師裝甲團和裝甲偵察營駐防）建立一條長約20公裏的防線。在8月9日，10日兩天晚上，蘇軍對貝雷特將軍的第3裝甲軍下屬的3個師發動猛攻，蘇軍第3機械化軍部分部隊在亞力山德羅夫卡西麵穿過了梅爾奇克河，並包圍了科維亞吉，直接威脅到了骷髏師的後方。在瓦爾基駐防的骷髏師裝甲團1營立刻動身前往該處，力圖消滅這股突進的蘇軍。這段時間，蘇軍組織的新力量的對梅爾拉河南麵施加壓力。在西麵更遠處，蘇軍在穆拉法鎮渡過了梅爾奇克河。
8月11日，骷髏師的處境愈發危險：蘇軍派遣部隊前往亞力山德羅夫卡鎮和穆拉法鎮之間梅爾奇克河的南麵。蘇軍輕鬆突破骷髏裝甲擲彈兵團的防線，其中一部，由坦克和步兵團組成的混合部隊，成功拿下了新梅爾奇克，並用30輛坦克向南進擊，直接威脅亞力山德羅夫卡。
骷髏團第15連的布赫軍士寫道：“我們擊退了俄國人每次進攻，想方設法幹掉他們的坦克和卡車……當我前往比爾梅爾黨衛軍少校的指揮所彙報的時候，一輛T-34坦克突然出現，隆隆駛來，眼看我們的指揮所就要被碾平。就在這緊要關頭，這輛坦克突然猛地頓了一下，不知道哪兒的戰友想辦法炸毀了這輛坦克。我們都歎出一口氣，運氣太好了。”
骷髏師接到第3裝甲軍傳來的命令，“用盡一切辦法，扭轉局勢”。骷髏擲彈兵團部分擲彈兵在坦克和突擊炮的伴隨下，發起一次反擊，經過半天的激戰，骷髏師重新奪回了在亞力山德羅夫卡和沙洛夫卡之間的梅爾奇克河南岸陣地。但在穆拉法鎮，形勢卻顯得不妙：蘇軍橫穿梅爾奇克河，並向南挺進，迫使骷髏師偵查營撤回左翼在卡切羅夫卡的部隊。一天下來，骷髏師將防線穩定在馬克西莫夫卡鎮東麵和克拉斯納古特斯克之間，比原先的防線長了30公裏。骷髏師成功的擋住了蘇軍第1坦克軍的攻擊，並給其造成相當大的傷亡。
骷髏炮兵團一名炮手梅耶在日記中寫道：“大約晚上9點，大批俄國坦克突然從我們陣地西麵殺來！他們直接威脅到了我們的後勤部隊，甚至將會切斷我們的後勤補給。緊要關頭，骷髏團和艾克團的預備隊和骷髏工兵營立刻組隊發起反擊，和敵人坦克展開激烈廝殺，戰鬥短促而殘酷，我們首先切斷分割敵人的步兵和坦克，然後動用了一切可以找到的反坦克炮和炸藥，逐一消滅俄國人的坦克。俄國人付出了巨大傷亡後終於堅持不住後撤了。”