В полосе группы армий «Юг» намечалось нанести два удара: один силами 4-й танковой армии генерал-полковника Г. Гота вдоль шоссе Обоянь-Курск; другой — оперативной группой «Кемпф» — из района Белгорода на Корочу. Всего в ударной группировке группы армий «Юг» насчитывалось 24 дивизии, в том числе 15 пехотных, 8 танков и одна моторизованная, которые насчитывали 440 тысяч человек, 4 тысяч орудий и минометов, до 1,5 тысяч танков и штурмовых орудий. (Вторая мировая война. Актуальные проблемы. С. 268.)
Советское командование имело сведения о подготовке немецких войск к наступлению. Было принято решение преднамеренно перейти к обороне на Курском выступе в условиях превосходства в силах. В ходе оборонительного сражения обескровить ударные группировки противника и этим создать благоприятные условия для перехода советских войск в контрнаступление. На Курском направлении были сосредоточены крупные силы. В составе Центрального фронта (командующий генерал армии К. К. Рокоссовский), оборонявшего северный фасад Курского выступа, и Воронежского фронта (командующий генерал армии Н. Ф. Ватутин) на южном фасаде была развернута мощная группировка войск, насчитывавшая 1336 тысяч человек, 3306 танков и САУ, 19,3 тысячи орудий и минометов, 2650 боевых самолетов. Общее соотношение сил было на стороне советских войск. Кроме того, на Курском направлении были развернуты крупные стратегические резервы, находившиеся в распоряжении Ставки, ВГК и объединенные в Степной военный округ (с 10 июля 1943 года — Степной фронт, командующий генерал-полковник И. С. Конев). В общей сложности они насчитывали более полумиллиона человек, более 1,5 тысяч танков и САУ, около 7,5 тысяч орудий и минометов (там же, с. 269.)
Была создана сильная, глубоко эшелонированная оборона на глубину 250–300 км, состоящая из восьми оборонительных полос и рубежей.
Советскому командованию стал известен не только день, но и час начала наступления немецких войск. 5 июля, перед рассветом, на районы сосредоточения ударных группировок противника в полосах обоих фронтов советская артиллерия провела мощную артиллерийскую контрподготовку, впервые осуществленную во фронтовом масштабе по заранее разработанному плану. Немецкие соединения понесли потери, хотя огонь, ведущийся по площадям, а не по конкретным целям в известной мере снизил ее эффективность. Фактор внезапности противником был утерян.
В 5 часов 30 минут и в 6 часов утра немецкие соединения из группы армий «Центр» и «Юг» перешли в наступление. На орловском направлении противник ценой больших потерь прорвал главную оборонительную полосу на Ольховатском направлении и вклинился на 6–8 км. Вспомогательный удар немцев на Малоархангельск не имело успеха. Отбивая контратаки советских войск, противник медленно продвигался вперед, но к исходу 9 июля был остановлен, его наступательный порыв полностью истощился, и он перешел к обороне. За 7 дней немецкие войска вклинились в оборону частей фронта на 10–12 км. Окружить советские соединения на четвертый день сражения, как это намечалось планом операции «Цитадель», немецкому командованию не удалось.
Командование Центрального фронта доложило в Ставку ВГК, что «войска Центрального фронта измотали в непрерывных ожесточенных восьмидневных боях врага и остановили его натиск. Первый эта сражения закончился». (Цит. по Истории второй мировой войны 1939–1945. Т.7. М., 1976. С. 149.)
На белгородско-курском направлении Э. Манштейн уже в первый день ввел в сражение большую часть имеющихся у него сил. В них участвовало до 700 танков противника. В первый день боев немецкие соединения вклинились в оборону советских войск на двух участках на глубину 8-10 км, а за два дня им удалось прорвать главную полосу обороны. 7–8 июля ожесточенные бои снова вспыхнули на обоянсксом и корочанском направлениях. Противник на узком участке 7 июля прорвал вторую полосу обороны и вклинился на обоянском направлении на 10–18 км. 8 июля немецкие соединения подверглись контрударам силами резерва Воронежского фронта. 9 июля противник добился некоторого продвижения, но в дальнейшем вынужден был отказаться здесь от продолжения атак. Одновременно несколько продвинулись войска оперативной группы «Кемпф» от Белгорода в направлении Корочи.
9 июля немецкое командование приняло решение перебросить в район Курска еще несколько дивизий и добиться перелома в ходе битвы. Манштейн решил направить удар 4-й танковой армии в район д. Прохоровки, чтобы здесь совершить прорыв к Курску. На этом правлении были сосредоточены основные силы группировки противника. В этот напряженный момент сражения Ставка ВГК приказала командующему Степного фронта выдвинуть на курско-белгородское направление 4-ю гвардейскую, 27-ю и 53-ю армии. 5-я гвардейская танковая и 5-я гвардейская армии, которыми командовали генералы П. А. Ротмистров и А. С. Жадов, были переданы Воронежскому фронту.