Ставка ВГК, своевременно и верно определив замысел противника, принимает решение: перейти к преднамеренной обороне на заранее подготовленных рубежах, в ходе которой обескровить ударные группировки немецких войск, а затем перейти в контрнаступление и завершить их разгром. Происходит редчайший в истории войны случай, когда сильнейшая сторона, имеющая все необходимое для наступления, выбирает из нескольких возможных наиболее оптимальный вариант своих действий. В течение апреля – июня 1943 года в районе Курского выступа создается глубоко эшелонированная оборона.
Войска и местное население отрыли около 10 тыс. км траншей и ходов сообщения, на наиболее опасных направлениях установлено 700 км проволочных заграждений, построено 2 тыс. км дополнительных и параллельных дорог, восстановлено и построено заново 686 мостов. Сотни тысяч жителей Курской, Орловской, Воронежской и Харьковской областей участвовали в строительстве оборонительных рубежей. Войскам было доставлено 313 тыс. вагонов с военной техникой, резервами и снабженческими грузами.
Фашистская Германия готовится к «решающему сражению», для чего вермахт привлекает огромное количество людских резервов, танков, орудий и самолетов.
Войска Центрального фронта (командующий – генерал армии К. К. Рокоссовский) обороняют северный фас Курского выступа, а войска Воронежского фронта (командующий – генерал армии Н. Ф. Ватутин) – южный фас. Войска, занимающие выступ, опираются на Степной фронт (командующий – генерал-полковник И. С. Конев). Координацию действий фронтов осуществляют представители Ставки Верховного Главнокомандования маршалы Советского Союза Г. К. Жуков и А. М. Василевский.
Утром 5 июля немецкие войска перешли в наступление, однако танковые атаки врага, поддержанные огнем тысяч орудий и авиацией, разбились о непреодолимую стойкость советских воинов. На северном фасе Курского выступа ему удалось продвинуться на 10–12 км, а на южном – на 35 км.
10–11 июля 1943 г. противник успешно проводит наступление и теснит советские войска. Танковые дивизии вермахта находятся в двух километрах от Прохоровки. Такой успех вселяет уверенность немецких военачальников в скорую победу.
Начавшееся 12 июля крупное танковое сражение, вошло в историю под названием Прохоровское. На довольно узком пространстве изрезанной оврагами равнины столкнулись две танковые лавины, что привело к грандиозному встречному танковому сражению, в котором с обеих сторон одновременно участвовало более 1200 танков и самоходных (штурмовых) орудий. Танковое сражение, подобного которому до сих пор не знает история войн, продолжалось целый день и отличалось необыкновенным упорством и ожесточением. Непосредственное командование танковыми соединениями во время сражения осуществляли генерал-лейтенант Павел Алексеевич Ротмистров и группенфюрер СС Пауль Хауссер.
Согласно докладу, который представил по итогам сражения Сталину представитель Ставки А. М. Василевский, «в течение двух дней боёв 29‑й танковый корпус Ротмистрова потерял безвозвратными и временно вышедшими из строя 60 % и 18‑й корпус – до 30 % танков». К этому нужно добавить значительные потери пехоты. В ходе боёв 11–12 июля наибольшие потери понесли 95‑я и 9‑я гвардейские дивизии 5‑й гвардейской армии. Первая потеряла 3334 человека, в том числе убитыми почти 1000 и пропавшими без вести 526 человек. 9 гв. вдд потеряла 2525, убитыми – 387 и пропавшими без вести – 489.
Согласно исследованиям А. Томзова, ссылающегося на данные немецкого федерального Военного Архива, в ходе боёв 12–13 июля дивизия «Лейбштандарт Адольф Гитлер» потеряла безвозвратно 2 танка Pz. IV, в долгосрочный ремонт было отправлено 2 танка Pz. IV и 2 – Pz. III, в краткосрочный – 15 танков Pz. IV и 1 – Pz. III. Общие же потери танков и штурмовых орудий 2 тк СС за 12 июля составили около 80 танков и штурмовых орудий, в том числе не менее 40 единиц потеряла дивизия «Мёртвая Голова», в утреннем бою не участвовавшая.
В этот же день Западный (командующий – генерал-полковник Василий Данилович Соколовский) и Брянский (командующий – генерал-полковник Маркиан Михайлович Попов) фронты начали наступление против 2‑й танковой и 9‑й армий немцев в районе города Орла.
12 июля наступил перелом в Курской битве, враг прекратил наступление.
К исходу дня 13 июля советские войска прорвали оборону противника.
19 июля войска Воронежского и Степного фронта перешли к преследованию и к 23 июля отбросили противника на рубеж, который он занимал накануне своего наступления.