Новый немецкий контрудар встретил куда меньшее сопротивление, чем попытки таранить изготовившуюся к наступлению 5-ю гв. танковую армию. 15 августа он был продолжен, и эсэсовские части прорвались в тыл 6-й гвардейской армии. Жуков в тот же день докладывал Сталину: «противник нанес контрудар по Чистякову. В контрударе участвовали танковые дивизии «Райх» и «Мертвая голова» при поддержке авиации, сделавшей по двум дивизиям Чистякова около 600 самолето-ударов. Очень сильно пострадала 90-я стрелковая дивизия…» 6-я гвардейская армия была вынуждена отойти на север, на рубеж реки Мерла. Поздно вечером 15 августа окруженным и блокированным в Высокополье частям из состава 6-го танкового корпуса был дан приказ оставить город и прорываться к своим. Он был выполнен 16 августа. Железная дорога Полтава-Харьков была оставлена. К 17 августа активные действия под Богодуховом прекратились, и фронт на какое-то время стабилизировался. Армейская группа «Кемпф» была переименована в 8-ю армию.
Центр активности войск сторон вскоре переместился в район Ахтырки. Результативные действия прибывших из Донбасса эсэсовских дивизий в районе Богодухова позволили немцам сузить брешь в построении войск группы армий «Юг». Однако между Ахтыркой и Коломаком сплошного фронта все еще не было. Смежные стыки 4-й танковой армии и 8-й армии (бывшей армейской группы «Кемпф») висели в воздухе. Лишь в глубине, вокруг Полтавы были собраны немногочисленные резервы. Они должны были предотвратить падение Полтавы в случае быстрого прорыва к ней советских подвижных соединений. Эта угроза была вполне реальной. Пока гремело сражение в районе Богодухова, 27-я армия продвигалась на Полтаву. На острие удара армии двигались 4-й и 5-й гвардейские танковые корпуса. Вечером 17 августа в 4 гв. тк было в строю 31 Т-34, 1 Т-70, 25 МК III и 8 СУ-122, а в 5 гв. тк в строю были 109 Т-34, 18 Т-70 и 4 МК IV «Черчилль». К 18 августа в районе Ахтырки были сконцентрированы дивизия «Великая Германия», 7-я и 10-я моторизованная дивизии. Они объединялись штабом XXIV танкового корпуса генерала Вальтера Неринга. По состоянию на вечер 18 августа в дивизии «ВГ» было боеспособных 7 Pz.III lg, 2 Pz.IV kz, 18 Pz.IV lg, 5 Pz V, 8 Pz VI, 4 Pz.Bef.Wg, 4 Flammpanzer, 22 StuG, в 7-й танковой дивизии — 1 Pz.II, 12 Pz.III, 3 Pz.III 7,5, 1 Pz.IV kz, 10 Pz.IV lg, 3 Pz Bef.Wg, в 10-й моторизованной дивизии было около 40 противотанковых САУ Мардер. Для поддержки контрудара с воздуха были задействованы I/JG51, II/JG27, III/KG4, а также I и MI/StG77.
По другую сторону фронта под Ахтыркой на широком 25-километровом фронте занимала оборону единственная 166-я стрелковая дивизия 27-й армии. Советские позиции здесь были ослаблены ввиду необходимости развернуть 241-ю стрелковую дивизию на рубеж реки Мерла. На этот рубеж отходили пережившие прорыв в тыл дивизии 6-й гвардейской армии. Их боеспособность была достаточно низкой, и командующий 27-й армией предпочел прикрыть этот рубеж своим проверенным соединением. В итоге к 17 августа 27-я армия растянулась на 170-километровом фронте, серьезно ослабив свои фланги. В отсутствие резервов ситуация могла быстро перерасти в катастрофу. Однако в тылу 27-й армии сосредотачивалась 4-я гвардейская армия маршала Г. И. Кулика, переданная Воронежскому фронту из резерва Ставки. Так же, как и другие задействованные в сражении резервы Ставки, она ранее входила в состав Степного военного округа и занимала позиции в основании Курской дуги. Теперь она должна была дать второе дыхание наступлению Воронежского фронта на Котельву.