Артподготовка еще продолжалась, когда девять дивизий первого эшелона 9-й немецкой армии двинулись «в решительный бой».
Главный удар генерал Модель наносил силами 47-го танкового корпуса Иохима Лемельзена (6, 20, 9-я танковые, 6-я пехотная дивизии, 245-й и 904-й дивизионы штурмовых орудий — 60 тысяч человек, 283 танка и 94 САУ) и 41-го танкового корпуса Йозефа-Харпе (18-я танковая, 292-я и 86-я пехотные дивизии, 656-й противотанковый полк, 21-я танковая бригада, 216-й тяжелый танковый дивизион, 177-й и 244-й дивизионы штурмовых орудий — 55 тысяч человек, 123 танка и 258 САУ). 23-й армейский корпус генерала Фрейснера, чьей задачей было обеспечение левого фланга танкового клина, двумя дивизиями (78-я штурмовая, 216-я пехотная) нацелился на Малоархангельск. Прикрывавший правый фланг ударной группировки 46-й танковый корпус генерала Зорма, танковых дивизий в своем составе не имевший, тремя дивизиями (258, 7, 31-я пехотные) наступал на Гнилец.
Из состава четырех корпусов Модель, кроме восьми пехотных дивизий, поддержанных дивизионами штурмовых орудий, 5 июля задействовал только одну танковую — 20-ю дивизию генерала фон Кесселя (82 танка) и моторизованный полк 18-й танковой дивизии. В полосе 6-й пехотной дивизии генерала Гроссмана действовал 505-й тяжелый танковый батальон под командованием майора Сована. Пресловутых «тигров» в нем имелось 31 единица — две роты (экипажи третьей роты убыли получать новые машины и вовремя вернуться не поспели). 292-ю и 78-ю дивизии поддерживали два дивизиона «фердинандов» (89 машин) из состава 656-го противотанкового полка Эрнста фон Юнгефельда.
Дивизии первой волны должны были пробить брешь в обороне 13-й советской армии (17, 18-й гвардейские, 15-й и
29-й стрелковые корпуса) в промежутке между шоссейной и железной дорогами на Курск и проложить дорогу «панцерам». С первой минуты подтвердились опасения, что русские позиции придется «прогрызать».
Ни в одной из армий Центрального и Воронежского фронтов не было столько огневых средств и не имелось такой глубокой обороны, как в армии генерала Пухова.
«Эшелонированием боевых порядков вообще и полков и батальонов в частности выделялась 13-я армия, — отмечалось в оперативном очерке Генерального штаба. — В этой армии эшелонирование боевых порядков зачастую начиналось в роте. Взводы вторых эшелонов рот располагались в отдельных траншеях сзади и были связаны ходами сообщения с первой линией траншей. Роты вторых эшелонов батальонов занимали вторую линию траншей, а батальоны вторых эшелонов полков — третью линию траншей».
На главном рубеже оборонялись батальоны 15, 81, 148, 8-й стрелковых дивизий с сильным артиллерийским усилением. Здесь было создано 15 противотанковых районов, состоявших из 45 противотанковых опорных пунктов. Вторую оборонительную полосу занимали 6-я гвардейская, 307, 74-я стрелковые дивизии и три танковых полка, тыловую — 2, 3, 4-я воздушно-десантные дивизии 18-го гвардейского стрелкового корпуса, 129-я танковая бригада и два танковых полка. Еще две стрелковые дивизии — 70-я и 75-я гвардейские — находились на первом фронтовом рубеже.
В полосе 13-й армии было выставлено 80 тысяч мин, в том числе большое количество радиоуправляемых фугасов, сосредоточено 2718 орудий, средних и тяжелых минометов, что на 1 километр фронта давало до 85 стволов калибром от 45 до 203 мм; непосредственно для борьбы с танками выделялось 979 орудий противотанковой и дивизионной артиллерии.
Всю тяжесть первого удара на ольховатском направлении приняли на себя бойцы и командиры 15-й и 81-й дивизий 29-го стрелкового корпуса и правофланговые соединения 70-й армии — 280-я и 132-я стрелковые дивизии.
Завязка сражения являла собой классическую прелюдию к «блицкригу». Волнами по 50–100 машин, сменяя друг друга, непрерывно подходили немецкие самолеты, щедро вываливавшие 250- и 500-килограммовые фугасные и противопехотные кассетные бомбы на советские войска, засевшие в главной и второй полосе обороны.
Группы тяжелых танков и штурмовых орудий выкатили к переднему краю и открыли огонь с дистанции 1300–1500 метров, прикрывая развертывавшиеся для атаки средние и легкие машины и пехоту. Советская сторона в ответ яростно гвоздила из всех стволов и систем. Затем подоспели краснозвездные истребители и штурмовики. Под шквальным огнем поползли в колосящейся ржи к переднему краю немецкие саперы, расчищая проходы в минных полях.