Nakon neuspjeha pokušaja zauzimanja Staljingrada, Hitler je delegirao ovlasti planiranja za nadolazeću sezonu kampanje Vrhovnom zapovjedništvu njemačke vojske i vratio Heinza Guderiana na istaknutu ulogu, ovaj put kao inspektora oklopnih trupa. Rasprava u Glavnom stožeru bila je polarizirana, a čak je i Hitler bio nervozan zbog bilo kakvog pokušaja da se odreže Kurska izbočina. Znao je da je u proteklih šest mjeseci sovjetski položaj kod Kurska bio snažno ojačan protutenkovskim topovima, tenkovskim zamkama, nagaznim minama, bodljikavom žicom, rovovima, topništvom i minobacačima.
Međutim, ako bi se mogla pokrenuti jedna posljednja velika ofenziva munjevitog rata, tada bi se kasnija pozornost mogla usmjeriti na savezničku prijetnju Zapadnoj bojišnici. Napredovanje bi se izvodilo od Orelskog klina sjeverno od Kurska i od Belgoroda prema jugu. Oba bi se krila susrela u području istočno od Kurska i na taj način vratila linije Grupe armija Jug na položaje koje je držala tijekom zime 1941.-1942.
Na sjeveru, cijela njemačka 9. armija bila je prebačena s Rževska na Orelski klin i trebala je napredovati od Maloarhangelska do Kurska. Ali te snage nisu mogle čak ni proći pored prvog cilja kod Olkhovatke, samo 8 km (5,0 milja) u napredovanju. 9. armija je tupila svoje koplje protiv sovjetskih minskih polja, frustrirajuće s obzirom na to da je tamošnja uzvisina bila jedina prirodna prepreka između njih i ravnice sve do Kurska. Smjer napredovanja tada je prebačen na Ponyri, zapadno od Olkhovatke, ali 9. armija se ni ovdje nije mogla probiti i prešla je u obranu. Crvena armija je tada pokrenula protuofenzivu, operaciju Kutuzov.
Južna ofenziva, koju je predvodila 4. oklopna armija, koju je vodio general pukovnik Hoth, s tri tenkovska korpusa, postigla je veći napredak. Napredujući s obje strane gornjeg Donjeca na uskom koridoru, Drugi SS Panzer korpus i Großdeutschland Panzergrenadier divizija probijale su se kroz minska polja i preko relativno visokog terena prema Oboyanu. Snažan otpor uzrokovao je promjenu smjera fronte s istoka na zapad, ali su tenkovi prešli 25 km (16 milja) prije nego što su naišli na pričuve sovjetske 5. gardijske tenkovske armije izvan Prohorovke. Bitka je započela 12. srpnja s oko tisuću angažiranih tenkova.
Nakon rata bitku kod Prohorovke sovjetski povjesničari idealizirali su kao najveću tenkovsku bitku svih vremena. Susret kod Prohorovke bio je sovjetski obrambeni uspjeh, iako uz visoku cijenu. Sovjetska 5. gardijska tenkovska armija, s oko 800 lakih i srednjih tenkova, napala je elemente Drugog SS oklopnog korpusa. Gubici tenkova na obje strane od tada su izvor kontroverzi. Iako 5. gardijska tenkovska armija nije postigla svoje ciljeve, njemačko napredovanje je zaustavljeno.
Na kraju dana obje strane su se međusobno borile do mrtve točke, ali bez obzira na njemački neuspjeh na sjeveru Manstein je predložio da nastavi napad s 4. oklopnom armijom. Crvena armija započela je snažnu ofenzivnu operaciju u sjevernom Orelskom izbočenju i postigla je proboj na krilu njemačke 9. armije. Također zabrinut zbog savezničkog iskrcavanja na Siciliju 10. srpnja, Hitler je donio odluku da zaustavi ofenzivu iako je njemačka 9. armija brzo popuštala na sjeveru. Posljednja njemačka strateška ofenziva u Sovjetskom Savezu završila je njihovom obranom od velike sovjetske protuofenzive koja je trajala do kolovoza.
Kurska ofanziva bila je posljednja u razmjerima napadnih operacija iz 1940. i 1941. koju je Wehrmacht uspio pokrenuti; naredne ofenzive predstavljale su samo sjenu prethodne njemačke ofenzivne moći. Od tog se trenutka Istočni front neumoljivo počeo približavati Berlinu.