Hlavným cieľom nepriateľských náletov bol železničný uzol v Kursku. Prvý hromadný nálet na tento uzol podniklo asi 170 nemeckých bombardovacích lietadiel 22. mája. Nálet odrážali stíhači 16. a 2. leteckej armády. Sovietskym letcom sa vytrvalým napádaním nepriateľa podarilo väčšinu skupín bombardovacích lietadiel rozptýliť na prístupoch k mestu.
Dňa 2. júna podniklo nemecké letectvo ďalší, tentokrát ešte väčší denný nálet na železničný uzol v Kursku. Zúčastnilo sa ho 543 lietadiel, z toho 424 bombardovacích. K ich odrážaniu vzlietlo 280 stíhačiek 16. a 2. leteckej armády frontového letectva a 106 stíhačiek 101. stíhacej leteckej divízie protivzdušnej obrany. Do bojov zasiahlo aj protilietadlové delostrelectvo kurskej skupiny protivzdušnej obrany.
V období príprav na bitku o Kursk bola dezorganizácia železničnej a automobilovej dopravy nepriateľa. V rozkaze ľudového komisára obrany J. V. Stalina zo 4. mája 1943 sa zdôrazňovalo: ,,Údery na vlaky a napádanie motorizovaných jednotiek považovať za jednu z najdôležitejších úloh vojenského letectva.“ Na splnenie tejto úlohy boli nasadené letecké jednotky Kalininského, Západného, Brvanského, Stredného, Voronežského, Juhozápadného a Južného frontu a diaľkové letectvo. Frontové letectvo napádalo ciele v širokom pásme do hĺbky asi 200 – 250 km a diaľkové letectvo do hĺbky 350 – 400 km od fronty. Z každej leteckej armády bol vyčlenený jeden bojový a jeden stíhací letecký pluk, ktorý pri tzv. volnom stíhaní ničili lokomotívy, celé vlakové súpravy a automobily. Len letci 16. a 2. leteckej armády uskutočnili asi 2000 takýchto bojových náletov.
Za tri mesiace nemeckej prípravy na rozhodujúci úder podniklo letectvo útoku a zálohy hlavného stanu na strednom úseku fronty cez 42 000 a diaľkové letectvo 6506 vzletov. Nemecká 6. a 4. letecká armáda, ktorá sa zdržiavala v kurskej oblasti bola teda do začiatku júla 1943 značne oslabená.
Pred bitkou pri Kursku mali sovietske ozbrojené sily omnoho väčšiu údernú a palebnú silu ako v predchádzajúcich etapách boja.
Kurský výbežok priamo nabádal nemecký generálny štáb k útoku. Úderom zo severu a z juhu bolo možné vytvoriť rozsiahly obchvat, v ktorom by mohli byť obkľúčené jednotky úplne zničené. Táto stratégia nadväzovala na úspešné výpravy z roku 1941. Po zlikvidovaní uvedeného územia by sa naviac skrátil front, čo by široko roztiahnutým nemeckým jednotkám výrazne pomohlo. Naviac by sa Nemci takto mohli znovu chopiť stratenej strategickej iniciatívy. Ohľadne operácie Zitadella, ako sa plán na útok pri Kursku nazýval, rozhodne nepanovala v najvyššom nemeckom velení zhoda. K hlavným zástancom útoku patril spočiatku hlavne generál Zietzler, náčelník štábu OKH a generál Model, ktorého 9.armáda mala hrať v operácii Zitadella hlavnú rolu. Generál Manstein, veliteľ skupiny armád Juh, navrhoval dve varianty operácie na leto 1943. Bol si dobre vedomý strát, ktoré Wehrmacht utrpel, a preto videl jedinú nádej v úderoch lokálneho charakteru, ktorá by postupne oslabila bojovú silu Rusov. Modelom pre neho bola samozrejme úspešná protiofenzíva pre Charkove.
Zahrňoval rozsiahly ústup na juhu, po ktorom by nasledoval tvrdý protiúder vedený proti odkrytému severnému krídlu postupujúcej Červenej armády. Hitler však bol rozhodne proti akýmkoľvek stratám územia a preto tento plán nepodporil. Druhý Mainsteinom variant zahrňoval útok na kurský výbežok, ktorý mal byť vedený čo najskôr, najlepšie do konca mája. Takto by vznikol priestor na odrazenie predpokladanej sovietskej ofenzíve na juhu. Hitler, ako aktívne zasahujúci vrchný veliteľ ozbrojených síl, mal ohľadom Zitadelly veľa pochybností a jej zahájenie stále odkladal. Dúfal, že k víťazstvu im pomôžu celkom nové typy tankov Tiger a Panzer, ktoré boli priamo z výroby nasadzované na východný front. Do konečného rozhodnutia o osude Zitadelly tiež zasiahol fakt, že Nemecko potrebovalo veľké víťazstvo, ktoré by mohlo propagandisticky využiť, aby podporilo váhajúcich spojencov.
Ktoré by nepriateľa vyčerpali, síce mohla byť strategicky výhodnejšia, ale propaganda by ju dokázala využiť len veľmi ťažko. Neustále odklady operácie takto vyhovovali len Červenej armády. Dali jej dosť času na prípravu obrany. Sovietske velenie bolo veľmi dobre informované o nemeckých prípravách vďaka ruskému špiónovi Rudolfovi Rösslerovi, ktorý pôsobil vo Švajčiarsku, s kódovacím označením Lucy. Už na začiatku roku varoval pred pripravovanou nemeckou ofenzívou v kurskom oblúku. Sovietske velenie mu na základe dobrých skúseností veľmi dôverovala. Tieto informácie pochádzali zrejme z ULTRA, čo ale Sovieti nevedeli.
Si bolo vedomé hroziaceho nebezpečenstva pri kurskom výbežku. Generál Žukov sa rozhodol prijať nemeckú výzvu. Jeho zámerom bolo najprv Nemcov vyčerpať pri ich útoku na dobre pripravovanú hlbokú ruskú obranu a až potom začať rozsiahlu ofenzívu. Celú jar sa usilovne pracovalo v smeroch nemeckého útoku. Bolo položených tisíce mín, vykopaných kilometre zákopov... Do priestoru Kurska plynul tiež nepretržitý prúd posíl. Toto všetko sa snažili Rusi zamaskovať, k čomu mali zrejme prirodzené nadanie. Sovieti vyrobili napríklad štyri falošné letiská, ktoré sa stali terčom zúrivých nemeckých leteckých útokov. Rusi vtedy boli dobre pripravení. Znepokojovalo ich iba to, že ešte nikdy predtým neboli schopní od začiatku zastaviť dobre pripravovanú nemeckú ofenzívu. Na druhú stranu nesmieme zabúdať, že podľa klasickej bojovej teórie Clausewitze, má mať útočiaca armáda prevahu nad obranou aspoň 3:1. Pri Kursku bol tento pomer najviac 2:1, ale v prospech Červenej armády. To svedčí prinajmenšom o veľkej sebadôvere nemeckého velenia a o zvýšenej opatrnosti na strane Sovietov.
Bola konečne zahájená v ranných hodinách 5. júla 1943 delostreleckou prípravou, pričom Rusi predstihli Nemcov, nie je ale príliš isté odkiaľ získali informácie o zahájení útoku. Zo severu zaútočila na kurský výbežok časť skupiny armády Stred generála Klugeho. Proti nim stál Rokossovského Stredný front. Z juhu zaútočila časť skupiny armády Juh generála Mainsteina, ktorých hlavnou útočnou zložkou bola 4. tanková armáda generálplukovníka Hermanna Hotha. Tento úsek na ruskom fronte bránil Voronežský front generála Vatutina. Kluge zvolil pre prenikanie sovietskou hustou obranou konvenčný postup, kedy pechota čistila priestor pre hlavný úder tankov.
Tankového klinu (Panzerkeil), keď po vyčistení priestoru od mín utvoria ťažké tanky klin, ktorý rozráža nepriateľskou obranu. Za ťažkými tankami na špici útoku nastupujú ľahšie tanky a potom motorizovaná pechota a pechota. Po začiatočných úspechoch sa ofenzíva začala skoro zastavovať. Zo severu útočiaca 9.armáda generála Modela postúpila, ale za cenu ťažkých strát o necelých 20 km. Na juhu sa operácia rozvíjala sľubnejšie, nemecká armáda postúpila ďalej. Nemci, ale stratili dosť tankov vďaka mínam, šachovnicovo rozmiestneným bodom protitankového odporu, ktoré predstavovali opevnené postavenia s protitankovými delami a puškami, a tiež vďaka mechanickým poruchám, ktoré boli pri nových tankoch veľmi časté. Rusi naviac začali prizývať do oblasti mohutné zálohy. Hlboko vybudovaná obrana (až 8 pásiem o celkovej hĺbke 40 km) neumožňovala roztiahnutie nemeckých tankov do nechránených oblastí a obsadzovanie nepriateľských zoskupení. K najväčšiemu otvorenému stretnutiu veľkých tankových skupín došlo neďaleko Prochorovky 12. júla 1943. Na nemeckej strane tvoril hlavnú silu 2. tankový zbor SS obergruppenführera Haussera.
Veliteľ 5. gardovej tankovej armády. Prochorovka sa nachádzala v strategickom údolí, ktorým musela prejsť väčšina záloh Červenej armády, aby sa dostala na kurskí bojisko. Ich obsadenie Nemcami by tiež otvorilo novú cestu na Kursk, ktorá by obchádzala opevnenie Obojan. Hrozili rozvrátenie celého Vatutinova Voronežského frontu. Pri Prochorovke došlo k priamemu stretnutiu tankových skupín, pričom Rusi nasadili okolo 700 tankov a Nemci len približne 300 tankov. V zápale boja bolo nemožné dobre sa orientovať a tak žiadna strana nemohla účinne použiť letectvo a ani delostrelectvo. Tanky sa k sebe dostali tak blízko, že nemecké Panthery a Tigre nemali možnosť využiť svoju prevahu v dlhšom a presnejšom dostrele. V rozvírenom prachu sa tanky navzájom často zrážali. Za jeden deň bojov stratili obe strany okolo 200 tankov.
K nemeckej smole sa do bojov nemohla zapojiť z juhu postupujúca armádna skupina Kempf, ktorá mohla stretnutie definitívne rozhodnúť. Zostala však uväznená sovietskymi silami necelých 20 km na zvuk diel od Prochorovky. Výsledkom ťažkých bojov pri Prochorovke bolo vyčerpanie oboch strán. Sovieti nemohli zahájiť plánovanú protiofenzívu, ale Nemci už tiež nemali silu na výraznejší postup. Po stretnutí pri Prochorovke bolo jasné, že Zitadella už nemá šancu na úspech, a to vďaka neúspechu na severe výbežku. Mainstein síce ešte trval na pokračovaní operácie na juhu, ale len preto, aby zbrzdil prichádzajúcu sovietsku protiofenzívu. Definitívny koniec Zitadelly priniesla udalosť z opačného konca Európy – spojenci sa vylodili na Sicílii. Hitler preto 15. júla ukončil operáciu, aby mohol poslať niektoré jednotky do Talianska.
Najviac zaútočili v oreálskom výbežku Brjanský a Západný front a chceli obkľúčiť generála Modela. Na juhu útočil Južný a Juhozápadný front. Stalin stále dával prednosť taktike širokých útokov na celom fronte pred obchvatnými manévrami, ktoré tak úspešne používal Wehrmacht. Kľúčovou ruskou ofenzívou tohto leta bola operácia Rumancev, s cieľom oslobodiť Belogrod a Charkov. Generál Model sa tak vyhol obkľúčeniu a druhému Stalingradu. Belgorod a Charkov sa po ťažký bojoch opäť ocitli v sovietskych rukách. Situácia na fronte sa stala neudržateľnou. Hitler situáciu len komplikoval, pretože odmietol opustiť stratené územia. To znemožňovalo zhromaždiť sily pre protiofenzívu. Nemecké jednotky boli dokonca vrátene späť až za opevnenú líniu na rieke Dneper. V bitke o Kursk nasadili Nemci 2772 tankov a cez 1800 lietadiel. Rusi disponovali takmer 5000 tankami a 2900 lietadlami.
Ktoré boli na rozdiel od ruských ťažko nahraditeľné (Rusi už vyrábali dvakrát viac tankov ako Nemci), predstavovali za celé leto 1 943 365 000 zranených, zabitých, zajatých alebo nezvestných vojakov, 1000 lietadiel a 700 zničených tankov. Nemci až do konca vojny nedokázali nikdy získať iniciatívu a ustupovali, a ustupovali postupne k Berlínu. Červená armáda naopak, už len postupovala, aj keď často len s ťažkými stratami. Sovieti ale mali zdroje, z ktorých mohli na rozdiel od Nemcov straty nahradzovať. V Rusku sa nikdy nemuselo siahnuť k tak drastickým opatreniam ako nasadenie Hitlerjugend alebo Volkssturmu, i keď ku koncu vojny už tiež začali byť straty neúnosné. Nemecká strana, a najviac Hitler, ako vrchný veliteľ, nebola schopná reálne odhadnúť svoje možnosti. Dva roky bojov na východnom fronte silne otupilo útočné hroty bojových divízií, ktoré rozhodne nemali plné stavy z roku 1941.
Do posledného muža naviac zväzovala generálom ruky. Nemohli potom plne uplatniť lepšiu taktickú a operačnú vyspelosť Wehrmachtu. Hitlerove zásahy do vojenských plánov mali spolu viac či menej katastrofálne následky. Hitler mal ale v armáde silnú pozíciu vďaka častým osobným antipatiám a nezhodám medzi jednotlivými generálmi, ktorí sa k nemu odvolávali ako k najvyššej inštitúcii vo svojich väčšinou malicherných sporoch. Nemôžeme zabúdať, že Wehrmacht bojoval celú dobu proti presile. A nebola to vždy len presila kvantitatívna. Sovietsky tank T-34 mal lepšie vlastnosti ako staršie tipy nemeckých tankov. Až nové Tigre a Panthery tento pomer prekonali. Ich nasadenie pri Kursku však sprevádzali technické závady, ktoré neboli vďaka komplikovanosti strojov ľahko opraviteľné. Naviac v bitke boli nasadené v malom množstve na to, aby bitku nejakým rozhodujúcim spôsobom zvrátili.
Sovietske velenie sa skvalitnilo a zefektívnilo. Pri Kursku prvýkrát predviedli, že sú schopní zastaviť v zárodku nemeckú ofenzívu. Nemecké tanky už neboli neporaziteľné. Výrazný pokrok bol dosiahnutý na poli protitankových pušiek. Vojaci už neutekali, keď uvideli nepriateľské tanky. Mali už dostatočné prostriedky v boji proti nim a keď nie, tak zaľahli do zákopov, nechali tanky prejsť a potom zaútočili na vzadu postupujúcu pechotu. A preto sa Žukov rozhodol v Kursku práve pre obranu. I keď bola taktická vyspelosť sovietskych tankových formácií ešte stále pozadu za nemeckou, Prochorovka ukázala, že za príhodných podmienok môže byť s Nemcami vedená dokonca aj rozhodujúca bitka. Ale čo bolo najdôležitejšie, Sovieti mali obrovské množstvo záloh. S americkou pomocou sa naplno rozkrútila vojnová mašinéria, ktorej neublížili doterajšie vojenské straty. Sovietska prevaha stále narastala, zatiaľ čo si Nemci mysleli, že Rusi sú už na pokraji vyčerpania. Nie Stalingrad, ale až Kursk znamenal definitívny zlom na východnom fronte. Všetky nádeje na možné nemecké víťazstvo na východe sa rozplynuli.
Sa už nedala zastaviť, dal sa spomaliť len jej postup. Bitka o Kursk bola nepochybne dôležitou bitkou 2. svetovej vojny. Jej význam ešte podrastie, keď sa zamyslíme nad povojnovým vývojom v Európe. Sovietska sféra vplyvu viac-menej začínala tam, kde zvíťazili sovietske vojská. A práve v Kurskom oblúku sa rozhodlo o rýchlosti sovietskeho postupu. Keby bol nemecký generálny štáb zvolil variantu pružnej obrany, mohol by možno dosiahnuť separátneho mieru. Pri Kursku boli ale nemecké straty tak veľké, že už s tým potom ťažko šlo niečo spraviť – Sovieti nemohli separátnym mierom nič získať.
L. I. Brežnev povedal: ,,Gigantická bitka v orelsko – kurskom oblúku v lete 1943 zlomila hitlerovské Nemecko a zničila jeho úderné tankové vojsko. Celému svetu bola jasná prevaha našej armády v bojovom umení, vo výzbroji a v strategickom riadení.“