Тем не менее удары по позициям 9-й армии заставили Моделя принять решение об отходе. В немецком отчете «Битва на Орловской дуге» отмечается: «Верховный командующий обеими армиями [т. е. 2 ТА и 9 А. —
Отход 9-й армии проходил планомерно, от рубежа к рубежу. Только к 18 июля, т. е. на четвертые сутки наступления, Центральному фронту удалось оттеснить немецкие войска на те позиции, которые они занимали к началу «Цитадели». Три дня боев стоили 2-й танковой армии 87 подбитых и сгоревших танков, 9-му танковому корпусу — 69 танков и САУ. Отсутствие быстрого продвижения в полосе 13-й армии заставило Рокоссовского уже 17 июля перегруппировать 2-ю танковую армию из полосы 13-й армии в полосу 70-й армии. Оба корпуса танковой армии были выведены из боя и переброшены на новое направление. Новой задачей армии стало наступление на Кромы — важнейший для немцев узел дорог в тылу 9-й армии. В тот момент в строю в танковой армии генерал-лейтенанта А. Г. Родина оставалось 290 танков (192 Т-34, 85 Т-70 и 13 Т-60).
К тому моменту сражение за Кромы было в самом разгаре. Начиная с 19 июля на город наступала 70-я армия Центрального фронта. Танковую армию предполагалось ввести в прорыв после выхода пехоты 70-й армии на определенный рубеж. В качестве танкового тарана для пехоты 20 июля был введен в бой в составе 70-й армии 19-й танковый корпус, насчитывавший 74 танка. За день наступления корпус потерял 34 боевые машины, или около половины своего состава, почти утратив ударные возможности. Однако неудача прорыва обороны силами пехоты не заставила отказаться от планов броска на Кромы. По мысли советского командования, ввод в бой 2-й танковой армии должен был переломить ход сражения в пользу Красной армии.
Если 19-й танковый корпус вводился в бой и столкнулся с мощной противотанковой обороной к востоку от шоссе Курск-Орел, то 2-ю танковую армию решили использовать к западу от этого шоссе. Однако роковую роль сыграло промедление с вводом крупных масс танков. Танковая армия сосредоточилась в выжидательном районе еще вечером 19 июля. Из-за невыполнения плана 70-й армией наступление было отложено на утро 22 июля. Появление крупных сил мотопехоты и танков оказалось вскрыто немецкой разведкой. Еще в разведсводке группы армий «Центр» от 18 июля указывалось: «По имеющимся разведывательным данным, войска передвигаются в район между дорогой Орел-Курск и населенным пунктом Чернь, и на участок перед правым флангом 46-го танкового корпуса».
В качестве реакции на данные разведки в течение второй половины дня 21 июля и в ночь на 22 июля немцы подтянули резервы в полосу XXXXVI корпуса. Оборону немецких пехотных дивизий на подступах к Кромам усилила 4-я танковая дивизия. К 20 июля она насчитывала 73 боеготовых танка, в том числе 52 Pz.IV с длинноствольным орудием, способных уверенно справляться с советскими танками. Кроме того, к полю боя подошел 505-й батальон тяжелых танков «Тигр» (19 боеготовых Pz.VI на 20 июля). В итоге атаки советских танков утром 22 июля были встречены ураганным огнем и контратаками танков. 2-я танковая армия, на которую возлагались большие надежды, продвинулась всего на 2–4 км, потеряв при этом за день 109 танков подбитыми, сгоревшими и подорвавшимися на минах. Поскольку немцы в тот период опирались на старые позиции 9-й армии, готовившиеся несколько месяцев перед «Цитаделью», немалые потери советские танки понесли на минных полях. Из 109 потерянных танков 2-й танковой армии 19 танков (почти каждый пятый танк) подорвались на минах. Потери были столь тяжелыми, что уже поздним вечером 22 июля армия получила приказ «отвести танки в укрытие в 2–3 км от переднего края». Наступление 13-й и 70-й армий было приостановлено.
Несмотря на вывод из боя танковой армии, после короткой паузы советские атаки возобновились. 70-я армия начиная с 25 июля пыталась пробиться к Кромам силами своих пехотных частей. Хотя наступление успеха не имело, силы немецкой обороны также постепенно таяли. К 31 июля в 505-м батальоне тяжелых танков оставалось в строю всего 3 «Тигра».
Новый импульс наступлению Центрального фронта дала передача в распоряжение К. К. Рокоссовского 3-й гвардейской танковой армии П. С. Рыбалко. Она была уже изрядно потрепана в боях на подступах к Орлу в составе Брянского фронта, но еще сохраняла свой боевой потенциал, по крайней мере, в отношении бронетехники. На 28 июля она насчитывала 243 Т-34, 114 Т-70 и 27 самоходок СУ-122. Потерпев неудачу в попытках взломать оборону противника в полосе 13-й и 70-й армий, Рокоссовский решил попытать счастья в полосе 48-й армии, на правом фланге своей ударной группировки. Он сменил направление удара, рассчитывая нащупать слабое место в обороне немецкой 9-й армии.