На южном фасе Курской дуги 12 июля 2-й танковый корпус СС разбил в танковом сражении у Прохоровки 5-ю гвардейскую танковую армию Ротмистрова. В этом крупнейшем танковом сражении 273 немецким танкам противостояли 850 советских. 2-й танковый корпус СС потерял безвозвратно не более 5 танков, а еще 38 танков и 12 штурмовых орудий были повреждены. Безвозвратные потери 5-й гвардейской танковой армии достигли 334 танков и САУ. Число поврежденных советских танков по-разному оценивается различными источниками – от 100 до 400 машин. Столь неблагоприятное для советской стороны соотношение безвозвратных потерь в бронетехнике объясняется тем, что поле боя осталось за немцами. Как признавал в докладной записке Сталину о танковом сражении в районе Прохоровки член Военного Совета Воронежского фронта Н. С. Хрущев, «противник при отходе специально созданными командами эвакуирует свои подбитые танки и другую материальную часть, а все, что невозможно вывезти, в том числе наши танки и нашу материальную часть, сжигает и подрывает. В результате этого захваченная нами поврежденная боевая часть в большинстве случаев отремонтирована быть не может, а может быть использована как металлолом, которую мы постараемся в ближайшее время эвакуировать с поля боя». Столь невыгодное для советской стороны соотношение потерь в танках объяснялось более низким уровнем подготовки наших танкистов и плохим управлением со стороны командующего 5-й гвардейской танковой армии и командиров ее корпусов. В частности, танки 29-го корпуса, понесшего наибольшие потери – 150 танков и САУ из 212, в том числе 117 безвозвратно, вводились в бой массированно, а не по эшелонам. Танки мешали друг другу и становились хорошей мишенью для «тигров», пробивавших броню «тридцатьчетверок» на большой дистанции.
После Прохоровского сражения немецкие дивизии продолжали медленно продвигаться на Курск с юга вплоть до 16 июля. Теперь они преследовали только цель нанести советским войскам максимальные потери, чтобы ослабить их возможности для становившегося уже неизбежным контрнаступления. Советское командование значительно преувеличивало как немецкие силы, участвовавшие в операции «Цитадель», так и потери противника. Так, в докладе Военного Совета Воронежского фронта от 24 июля 1943 года о результатах оборонительного сражения под Курском утверждалось, что против войск фронта действовало до 4 тысяч немецких танков. В числе участвовавших в боях Ватутин и Хрущев показали даже 24-й танковый корпус, разрешение на ввод которого в сражение Манштейн так и не смог получить от Гитлера до окончания немецкого наступления на Курск. В действительности же к началу Курской битве во всей группе армий «Юг» насчитывалось только 1303 танка, 190 устаревших танков и 253 штурмовых орудия, из которых более 100 машин не принимали участия в операции «Цитадель». Также и данные о безвозвратных потерях немецких войск в танках и самолетах были очень далеки от действительности. Советские летчики доносили о 3700 уничтоженных неприятельских самолетах в ходе всей Курской битвы, включая советское контрнаступление. Между тем, по немецким архивным данным, общие безвозвратные потери люфтваффе за июль и август 1943 года составили 3213 боевых самолетов, из которых на Восточном фронте было потеряно только 1030 машин. Безвозвратные потери противника в танках командование Воронежского фронта в период оборонительного сражения определяло в 2644 танка и 35 штурмовых орудий, а командование Центрального фронта – в 928 танков и 32 штурмовых орудия. В действительности войска группы армий «Центр» во время наступления на Курск безвозвратно потеряли 87 танков и штурмовых орудий, а группа армий «Юг» – 161 танк и 14 штурмовых орудий. Советские же безвозвратные потери в танках во время обороны Курска составили на Центральном фронте в период до 15 июля 651 танк и САУ, а на Воронежском фронте до 16 июля – 1204 танков и САУ. До 23 июля войска Воронежского фронта безвозвратно потеряли еще 395 машин. Советские потери более чем в 7 раз превысили немецкие.
16 июля, в связи с началом советского наступления на Донбасс, на фронте реки Миус командующий группой армий «Юг» фельдмаршал Манштейн вынужден был прекратить наступление и начать отвод войск на позиции, которые они занимали до 5 июля. Танковый корпус СС был выведен с фронта и предназначался для переброски в Италию. Однако в итоге туда отправилась лишь одна дивизия. Две других были возвращены на Восточный фронт и совместно с двумя дивизиями 3-го танкового корпуса нанесли контрудар по советскому плацдарму за Миусом. Ко 2 августа плацдарм был ликвидирован, и советские войска потеряли здесь 18 тысяч пленных и 700 танков. Резервный же немецкий 24-й танковый корпус, который Гитлер так и не позволил Манштейну использовать для развития наступления, теперь пригодился, чтобы остановить советское наступление на Донце юго-восточнее Изюма. Однако под натиском втрое превосходящих сил Красной армии немцы вынуждены были к 23 августа оставить Белгород и Харьков и начать отход к Днепру.