Для предотвращения прорыва к Обояни и захвата Прохоровки Ватутин и представитель Ставки маршал А.М. Василевский решили контратаковать Хауссера, используя стратегические резервы, в первую очередь 5-ю гвардейскую танковую армию Ротмистрова и 5-ю армию Жадова (всего в сумме 130 тысяч военнослужащих). Ещё в апреле 1943 года Ротмистров самонадеянно добился включения в собственную армию сверхштатного IV танкового корпуса, чтобы доказать Сталину на деле, что танкисты могут сделать, «…когда объединены в руках одного начальника. Армия будет вполне способной наносить настолько сильные и сокрушительные удары по войскам противника, которые вполне обеспечат общевойсковым армиям… быстрое продвижение вперёд без значительных боёв и потерь и окончательное закрепление успеха». В действительности армия главного «героя» Прохоровки, насчитывавшая по возможно преуменьшенным данным 750 танков и САУ11
, оказалась сверхгромоздкой, плохо управляемой и неповоротливой. Судя по карте, сражение 12 июля 1943 года имело три очага (по числу дивизий Хауссера), причём в первой половине дня немцы парировали советские удары, а во второй половине дня противники поменялись ролями. Суммарно Хауссер ввёл в бой 268 (по другим данным – 273) танков и штурмовых орудий (StuG III), Ротмистров – 537 танков и САУ12. Пропорционально соотношение складывалось как 2:1 в пользу Ротмистрова.Непосредственно на центральном участке сражения под Прохоровкой дивизия «Лейбштандарт» бригаденфюрера СС Т. Виша (66 танков и штурмовых орудий) на протяжении дня отразила все атаки советских XVIII и XXIX танковых корпусов (356 танков и САУ), которые поддерживала 9-я воздушно-десантная дивизия. Советское контрнаступление здесь было остановлено. На северном участке дивизия «Мёртвая голова» бригаденфюрера СС Г. Присса (114 танков и штурмовых орудий) вклинилась на пять километров в оборонительные позиции четырёх гвардейских стрелковых дивизий, которые поддерживал ослабленный XXXI танковый корпус (50 танков и САУ) из армии Катукова. На южном участке дивизия «Рейх» группенфюрера СС В. Крюгера (88 танков и штурмовых орудий) отбила атаки танковых II гвардейского и II корпусов (181 танк и САУ), и затем вклинилась в советские позиции на два километра. Итоги сражения под Прохоровой 12 июля 1943 года были таковы. Число танков и САУ, введённых в сражение 5-й гвардейской танковой армией – 537; из них потерян 341 (64 %), в том числе безвозвратно – 196. II танковый корпус ввёл в сражение 268 танков и САУ; потерял 31 (5 %), в том числе безвозвратно 5.
Здесь же следует отметить, что суммарные людские потери армий Ротмистрова и Жадова в Прохоровском сражении превысили десять тысяч человек, причём, например, в XXIXтанковом корпусе 1333 (67 %!) человека были отнесены к убитым и пропавшим без вести из общей категории потерь в 1 992 человека. II танковый корпус СС 12 июля потерял 842 человека, в том числе 149 убитыми и 3 3 пропавшими без вести. С учётом того обстоятельства, что поле боя осталось за Хауссером, необходимо признать, что сражение у Прохоровки 12 июля 1943 года выиграли немцы. 16–17 июля Ватутин вывел разбитую армию Ротмистрова во 2-й эшелон. В специальном докладе о причинах высоких потерь 5-й гвардейской танковой армии, который был представлен Сталину в августе 1943 года, член ГКО Г.М. Маленков назвал действия командующего «образцом неудачно проведённой операции». Верховный Главнокомандующий до того впал в ярость, что был готов отдать Ротмистрова под суд за то, что «патриот танкового дела» фактически угробил армию, предназначенную для наступления на Харьков. И только прекращение «Цитадели» и переход в наступление войск Брянского, Центрального и части Западного фронтов (операция «Кутузов»), а затем войск Воронежского и Степного фронтов (операция «Румянцев») спасли жизнь Ротмистрову.
На окончательное прекращение операции «Цитадель» 17–18 июля повлияло не только начало советского наступления под Орлом. Манштейн был готов продолжать развивать операции на южном фасе, если бы Модель ограничился хотя бы сковыванием противостоящего ему противника. И тогда ещё неизвестно, чем бы закончился «Кутузов» и состоялся бы вообще «Румянцев». Однако высадка союзников в Сицилии и угроза для всей Италии заставила Гитлера прекратить «Цитадель». 17 июля Манштейн был вынужден отдать II танковый корпус СС для использования на других театрах военных действий, а на следующий день передать ещё две танковые дивизии в распоряжение группы армий «Центр».