Войска Центрального фронта должны были перейти в контрнаступление утром 15 июля. Задачу им Рокоссовский поставил в 10 часов вечера 12 июля[217]. Войскам 48, 13, 70-й и 2-й танковой армий предписывалось к исходу дня 17 июля выйти главными силами на рубеж Нагорный, Преображенское, Шамшин, Новополево, Рождествено, Каменка (12 км северо-западнее станции Малоархангельск), Веселый Поселок, Лебедиха, Воронец, Морозиха, Катомки. В дальнейшем намечалось развивать наступление в общем направлении на Старое Горохово, Философово, Плоское, Нестерово. Главную роль в предстоящем контрнаступлении предстояло играть 13-й и 70-й армиям, усиленным соответственно 9-м и 19-м танковыми корпусами. 2-ю танковую армию намечалось ввести в сражение после выхода войск 13-й армии на рубеж Согласный, Бузулук, Широкое Болото, Саборовка. Соединениям 2-й танковой армии ставилась задача нанести главный удар в направлении Снова, Сеньково, Гремячево, овладеть к исходу дня 17 июля районом Ольгино, Гнилуша, Шушерово, а в дальнейшем развивать наступление на Никольское, Нестерово. Авиация 16-й воздушной армии должна была поддержать атаку пехоты и танков ударной группы 13-й армии, а затем оказать содействие 13-й и 2-й танковой армиям, не допуская отхода противника к северу и северо-западу от рубежа Новополеново, Гремячево, Воронец.
Контрнаступление под Курском началось 12 июля ударами с северо-востока и востока войск левого крыла Западного и Брянского фронтов по оборонявшимся на орловском направлении 2-й танковой и 9-й армиям противника. Войска Брянского фронта успешно прорвали оборону на стыке 56-й и 262-й пехотных дивизий 35-го армейского корпуса восточнее Мценска, пробив брешь шириной 28 км, которую враг так и не смог закрыть. Модель, получив донесение командира корпуса генерала пехоты Рендулича, решительно снял из-под Ольховатки 12-ю танковую и 36-ю мотопехотную дивизии и срочно перебросил их в район Мценска. Туда же направлялись все истребительно-противотанковые дивизионы РВГК. В район восточнее Орла ускоренным маршем двинулись вечером 18-я, 20-я танковые дивизии и 848-й артиллерийский дивизион РВГК.
Главное командование Сухопутных войск одобрило меры, принятые Моделем. Во второй половине дня Гитлер отстранил от должности командующего 2-й танковой армией генерал-полковника Шмидта, а около 6 часов вечера 12 июля назначил вместо него генерал-полковника Моделя. Теперь он, командуя сразу двумя армиями, стал играть первую скрипку в «концерте» на Курской дуге. Свой приказ в связи с вступлением в командование Модель патетически начал фразой: «Солдаты, я с вами!»
Войска 2-й танковой армии неоднократно переходили в контратаки, стремясь задержать продвижение советских войск. Соединениям 11-й гвардейской армии Западного фронта только во время боев за первую полосу обороны пришлось отразить 7 сильных контратак тактических и оперативных резервов врага. Войска 61-й армии Брянского фронта, ломая яростное сопротивление противника и отбивая его непрерывные контратаки, сумели вклиниться в оборону орловской группировки северо-восточнее Болхова на 12-км участке всего на глубину 3 км. Соединения 3-й и 63-й армий этого же фронта также имели незначительное продвижение – 6–7 км. Войскам Брянского фронта не удалось прорвать тактическую зону обороны противника на всю ее глубину. Тщательная и грамотная подготовка Моделем Орловского плацдарма дала себя знать – за первой захваченной траншеей следовала вторая, за занятой позицией находилась следующая позиция, за одним рубежом вырисовывался следующий рубеж.
Если новое доверие фюрера было встречено Моделем с ликованием в душе, то обстановка на фронте постоянно сыпала ему соль на раны. 13 июля обострилось положение на болховском направлении. Части 5-го танкового корпуса во взаимодействии с 8-м гвардейским и 16-м стрелковыми корпусами прорвали оборону противника северо-западнее Болхова, а восточнее города успешный прорыв осуществил 11-й гвардейский стрелковый корпус, прорвав главную линию обороны восточнее города. Модель срочно повернул прибывающие в полосу 2-й танковой армии танковые дивизии (5, 18 и 20-я) против участков прорывов на запад и юго-запад, а 12-й танковой дивизии приказал нанести контрудар юго-восточнее Болхова.
Рано утром 13 июля 12-я танковая дивизия перешла в наступление. Она втянулась во фронтальные бои с советской танковой группировкой и потеряла 45 танков. Поспешность, которую проявил Модель при вводе танковых дивизий по мере их прибытия, привела к тому, что они не смогли выполнить полностью поставленные задачи. К исходу дня 11-я гвардейская армия Западного фронта прорвала оборону 2-й танковой армии противника на всю тактическую глубину на фронте 23 км, продвинулась в южном направлении на 12–15 км, охватывая орловскую группировку в районе Болхова с запада и северо-запада. На Брянском фронте войска 3-й и 63-й армий сумели продвинуться на направлении главного удара до 15 км и расширили прорыв до 25 км по фронту.