20 февраля 1943 года
Войска Воронежского фронта весь день развивали наступление в рамках Полтавской наступательной операции. Особенно удачными были действия 40-й армии в направлении на город Сумы, её 5-й гвардейский танковый корпус совместно с 309-й стрелковой дивизией развивали наступление на Ахтырку. Но имея всего 13 танков, танковый корпус вынуждено отошел в Богодухов, где приводил себя в порядок. 340-я стрелковая дивизия выходила на рубежи по реки Ворсклица на Катанское, Солдатское и Тарасовку, однако в этот день не смогла отбить у 168-й пехотной дивизии даже села Старую и Новую Рябину. 100-я стрелковая дивизия атаковала в направлении сел Пожня и Порозок, а 183-я стрелковая дивизия на Славгородок и Мезеновку.
Соседи слева 40-й армии – 69-я армия и 3-я танковая армия которые были основой наступления на Полтаву, не смогли продвигаться так же успешно. Её 161-я стрелковая дивизия вела бои за Купьеваху и Матвеевку со 168-й пехотной дивизией вермахта. К 20.00 противник по-прежнему удерживал Купьеваху. 180-я стрелковая дивизия вела бои за Хрущевую Никитовку, Скосогоровку и Байрак, правый её фланг всё время атакуется противником. 173-я отдельная танковая бригада в составе 36 танков всех типов готовилась в этот день к наступлению и располагалась в селе Семенов Яр.
25-я гвардейская стрелковая дивизия вела бои за Новый Мерчик, но противник постоянно сдерживал наступление и контратаковал, постоянно обстреливая из артиллерии Старый Мерчик. А в 16.00 моторизованная дивизия «Великая Германия перешла в контратаку, пытаясь выйти на Пересечное, чтобы перерезать коммуникации 69-й и 40-й армий. К вечеру вермахта отбил Доброполье. А между тем с боеприпасами и горючим уже начались перебои. Несмотря на пополнение личного состава, считалось, что оно недостаточное. Пополнения в танках и артиллерии не было вовсе.
160-я стрелковая дивизия и 15-й танковый корпус пытались развивать наступление в направлении на Валки, однако командование отмечает, что танковый корпус продвигается вперед робко. Танкисты пытались овладеть Старым Люботином при поддержке 305-й стрелковой дивизии справа и 160-й стрелковой дивизии слева. 179-я отдельная танковая бригада и вовсе оборонялась в поселке Коротыч имея на ходу 11 танков Т-34.
12-й танковый корпус в этот день освободил Буды. 48-я гвардейская стрелковая дивизия вела бои в районе Мерефы и Утковки, где ей противостояла 320-я пехотная дивизия.
111-я стрелковая дивизия завязала в боях у села Борки, где ей противостояла дивизия СС «Лейбштандарт».
По итогам дня командующий 69-й армией просил штаб Воронежского фронта заставить авиацию поработать на её участках, а 3-ю танковую армию заставить идти вперед, а не сидеть в тылу у них.
Противник отмечал в этот день критические для своих войск события у Борок, отбитое наступление у села Вольное и поселка Коротыч. Для усиления Полтавы в 9.30 этого дня в неё вошли два бронепоезда вермахта, один из них № 62.
Танковый корпус СС доложил в 18.20 о том, что танково-гренадерская дивизия СС «Мертвая голова» сосредоточена у Краснограда и Карловки и ожидает приказа. А танково-гренадерская дивизия СС «Дас Райх» в 13.20 при поддержке частей 52-го армейского корпуса вермахта взяла город Ново-Московск, а к вечеру зачистила местность вокруг города и была готова развивать наступление во фланг 6-й армии Юго-Западного фронта.