27 декабря 1941 года за отличную работу на штабной должности в удачно действовавших группах И. Х. Баграмяну было присвоено воинское звание
генерал-лейтенант, и 28 декабря он был назначен начальником штаба Юго-Западного направления. В новой должности он участвовал в планировании
Барвенково-Лозовской операции, в результате которой во второй половине января 1942 войска Юго-Западного и Южного фронтов прорвали оборону противника на фронте протяженностью 100 км и продвинулись на 90-100 км на запад и юго-запад, поставив под угрозу коммуникации донбасской группировки противника и сковав на этом направлении значительные его силы. Осуществив мощный прорыв по направлению на
Изюм (город), советские войска перерезали железную дорогу
Днепропетровск-
Сталино — главный путь снабжения немецкой
1-й танковой армии, захватили главную базу снабжения
17-й армии у Лозовой и создали мощный выступ на
Северском Донце возле Изюма, откуда угрожали
Харькову и основным переправам через
Днепр.
thumb|right|300px|декабрь 1941 — май 1942