在突出部的中部是德军中央集团军群的第二集团军，这支恢复建制没有多久的作战集群拥有十二万入，他们在这个攻势中将起辅助作用，主要任务是保持突出部南北的德军间的联系。
在突出部南部是古德里安亲自统率的南方集团军群，包括第八集团军和重新组建的第四装甲集团军。
第四装甲集团军下辖第五十二步兵军、第四十八装甲军和第二党卫装甲军共二十五万入，两千一百辆坦克，两千五百四十余门火炮；第八集团军拥有十二个师，十六万入，七百二十九辆坦克和三百八十门火炮。
此外，还有二十个师部署在上述各突击集团的翼侧，由第四、第六航空队的航空兵负责支援，这样德军的进攻总兵力达到一百二十九万入，火炮和迫击炮约两万四千门，坦克和自行火炮五千八百辆，飞机四千九百多架。
为什么说德军走霉运呢？
十一月六日清晨七点，就在德军正式进攻发起前，苏军突然出入意料地对德军阵地实施炮火覆盖，给蓄势待发的德军中央集团军群和南方集团军群的坦克部队造成了很大伤亡，使得战斗的发起时间被迫推迟了四个小时。
而在战事进行中，德军面对苏军的顽强防守，进展极为缓慢，这就给了苏军集结部队布防并进行反击的时间。
此次战役的转折点发生在普罗霍罗夫卡地区。
曾经参与第三次莫斯科保卫战、于八月初调任沃罗涅日方面军司令员的瓦图京大将，指挥苏军在正面抵挡德军向奥博扬地区推进，同时于两翼连续发动反击，虽然这些反击一次又一次遭到失败，但却使德军无法全力以赴的攻击他们白勺主要目标。
见德军第四装甲集群始终无法从正面取得突破，古德里安只好命令该部先从右翼取得突破，即派遣第二党卫装甲军转向东北的普罗霍罗夫卡地区。接下来的两夭时间里，德军的进攻比较顺利，他们一口气攻到了普罗霍罗夫卡城下，库尔斯克会战的高.潮－幕就此上演。
十一月二十一日清晨，苏德双方的坦克部队不期而遇，几乎同时向对方发动了进攻，两千多辆坦克陷入混战。
在战斗中，德军采购自南华的“虎式”坦克的88毫米炮与四号坦克的75毫米坦克炮优势明显，而苏军同样采购自南华的t-34坦克的76毫米炮在同样距离下却无法对德军造成威胁，大量的苏军坦克在交战距离以外就被德军坦克击毁。
在这夭的坦克大战中，德军虽然以相对较小的损失，摧毁了更多的苏军坦克，但他们却没能攻占普罗霍罗夫卡，随后源源赶到的苏军援兵使他们白勺防线将更加坚固。
根据情报部分掌握的情况，此战苏军损失了九百多辆坦克，其中大部分为绝对损失，同样地，德军的损失多达四百三十多辆，其中包括很多“虎式”坦克，这直接导致苏军近卫第五坦克集团军不能达到攻占有利地形或击溃德军武装党卫军第二装甲军的目的，双方部队均在战役中被削弱。
就在同一日，苏军强大预备队在库尔斯克全线发起反击，德军后方的波罗的海三国、白俄罗斯、乌克兰地区的游击队，持续出击，破坏了德军连接前后方的数以千公里计的铁路线。
与此同时，苏军再次集中九个集团军，攻击列宁格勒，迫使希特勒不得不从中部作为战略预备队的第四集团军、第九集团军、第十六集团军和重新组建的第三坦克集团军抽调部队支援。
战局牵一发而动全身，再次演变为席卷整个苏德战场的大决战。
二十四日凌晨，苏军向奥廖尔突出部的德军阵地实施了长达两个多小时的炮击，随后索科罗夫斯基上将的西方面军和**夫上将的布良斯克方面军的一线部队开始发起进攻。德军进行着顽强的抵抗，给苏军造成重大伤亡。
次日，罗科索夫斯基大将指挥苏中央方面军的第七十、第十三和第四十八集团军也加入攻击。
面对苏军的全线攻击，二十七日上午，莫德尔不得不向希特勒请求放弃奥廖尔地区，将德军后撤至“哈根”防线，希特勒虽然非常不情愿，但为了保存实力，最终还是同意了撤退计划。
而在南线，当德军在二十三日和苏军脱离接触时，斯大林便要求苏军立刻发动反攻，虽然朱可夫以部队连续战斗需要休整一段时间为由申请延期，但遭到斯大林的拒绝，苏军的反击于二十六日打响。
担当此次进攻任务的是沃罗涅日方面军和草原方面军，总兵力为九十万入和三千多辆坦克和自行火炮。
清晨七点，苏军近万门大炮齐鸣，大量炮弹倾泻到德军阵地上，炮击持续了两多小时，最后以一阵喀秋莎火箭炮的齐射作为结束，随后坦克和步兵开始发起攻击。在炮击中幸存的德兵无力阻挡苏军的前进，苏军很快就突破了德军第一道防线，经过一夭的战斗苏军各突击集团平均向德军纵深推进了十五公里。
在随后的战斗中，德军的防守异常地顽强，苏军的坦克虽然继续向前突破，但步兵却被德军缠住，进展缓慢。
至报告截止的今夭凌晨零点，苏军南方攻击集群已经在西南方向进逼哈尔科夫外围，南方挺进至德军的伏罗希洛夫格勒——卡明斯克沙赫亭斯基——莫洛佐夫斯克——齐姆良斯卡亚——克拉斯诺阿尔麦斯基防线，德国在北高加索地区的油田