⌛30 августа 1942 года после гибели под Воронежем генерал-майора А.И. Лизюкова Рыбалко назначается командующим 5-й танковой армией. В январе 1943 года 3-я танковая армия под командованием Рыбалко приняла участие в составе Воронежского фронта в Острогожско-Россошанской наступательной операции, Харьковской наступательной и Харьковской оборонительной операциях.