1943年，蘇軍已經在斯大林格勒俘獲了德軍第六集團軍，就連德軍南方集團軍群B戰斗群都險些在高加索翻車。此時的局面對于蘇聯來說那叫一片大好，納粹正在節節后退，蘇軍取得了一個又一個戰術勝利。因此蘇軍統帥部決定在開春冰雪融化之后，繼續擴大戰果，將德軍一舉驅逐出烏克蘭東部地區。
第三次哈爾科夫戰役結束之后，蘇軍在庫爾斯克以南靠近哈爾科夫地區，形成了一個突出部地帶。德軍名將曼斯坦因敏銳地嗅到了戰機，并電報柏林向希特勒轉達了自己的反擊設想。在曼斯坦因看來，此時蘇軍剛剛經歷了一場長途跋涉和失敗的哈爾科夫反擊戰，正是部隊官兵最為疲憊的時候。
之前德軍在沃羅涅日和頓河地帶實施焦土戰術，摧毀占領區中的礦井，水井，水壩，鐵路，公路。加上蘇聯春季的泥濘環境，蘇軍此時的后勤應該處于超負荷狀態，無法及時為前線作戰部隊提供足夠的后勤支持，更談不上及時補員。
而此時德軍雖然同樣疲憊，但因為剛剛取得了一次勝利的防御戰，官兵士氣正盛。 如果此時對蘇軍突出部展開一次鉗形攻勢，像42年殲滅蘇聯突擊第二集團軍一樣，殲滅位于突出部的蘇軍第70集團軍，第65集團軍，第60集團軍，第38集團軍和第40集團軍，第13集團軍，那麼烏克蘭戰場局勢的天平將再一次向德軍傾斜。
曼斯坦因還提出了一個更加大膽的設想，那就是部隊繼續向第聶伯河退卻，進一步拉長蘇軍的后勤線，等待一個更加有力的反擊時機，然后由德軍中央集團軍群和南方集團軍群發動聯合反擊，將蘇軍沃羅涅日方面軍，布良斯克方面軍，西方面軍，草原方面軍，中央方面軍盡數殲滅，徹底打破蘇德戰場的平衡。 然后將戰線重新推回到伏爾加河流域，從莫斯科背后發動攻擊，徹底解決掉蘇聯。
兩個反擊設想擺在希特勒面前，他看得出來曼斯坦因對于第二份設想志在必得，先退卻到第聶伯河而后再發動反擊，如果運氣好的話，確實有可能力挽狂瀾，一口氣打破蘇德戰場的局勢。 但這個構想過于冒險，對于當前的德軍來說，后勤能力同樣超負荷，缺乏足夠的機動力量和卡車支持曼斯坦因的反擊設想。
只有從法國和北方集團軍群抽調運輸力量，才有可能滿足反擊需求，但時間不等人，如果折騰幾個月抽調運輸力量，那蘇軍也早就被道路修復了，因此該提議不具備可操作性。于是希特勒決定讓德軍總參謀部研究曼斯坦因的第一個建議，制定一份可靠的行動方案，確保先干掉位于庫爾斯克突出部的蘇軍。
德軍總參謀部很快拿出了詳細的作戰方案，德軍將切實的對庫爾斯克突出部的蘇軍實施鉗形攻勢，確保殲滅位于突出部的蘇軍部隊，而后盡可能將戰線推回到頓涅茨克盆地。為了確保行動成功，中央集團軍群下屬第9集團軍將臨時聽命曼斯坦因的指揮，此時行動代號叫做「堡壘行動」。
原本德軍計劃在43年3月發動反擊，但希特勒認為現有力量還不足以摧枯拉朽的摧毀蘇軍，于是下令等待新式坦克到達才能執行反擊命令，因此德軍正式反擊時間被推遲到了7月初。
根據希特勒的設想，德軍在7月發動進攻時總兵力應該能夠達到90萬到100萬左右，坦克數量也能達到3000輛左右，再算上正在調集的2000余架飛機，足以重現巴巴羅薩德軍中央集團軍群擊潰蘇聯西方面軍的勝利了。
蘇軍情報部門從1943年3月開始，發現德軍通信中頻繁提到「堡壘行動」這個名詞，雖然蘇軍情報部門尚未截獲德軍具體的行動信息，但可以推斷德軍正在嘗試組織一次反擊或者一次撤退行動，亦或者是像希特勒此前做過的，將某個地區指定為筑壘地域。
很顯然這是一個值得關注的情報，因此蘇軍情報部門在將情報呈交蘇軍最高統帥部之后，繼續對德軍通訊保持密切監視。
蘇軍統帥部最初也沒搞明白德軍到底有何打算，不過在4月份相繼有兩份來自歐洲西部的電報發往莫斯科，其中一份竟然疑似來自德國柏林，另一份則來自反法西斯盟友德國。兩份情報都指出德軍即將在庫爾斯克發動一次進攻，時間大概就在7月初。
蘇軍在得到情報之后如獲至寶，斯大林立刻召集朱可夫和沙波什尼科夫組織了一次會議，并擬定相關作戰計劃，斯大林希望蘇軍利用好這次機會給德軍予以重創。
同時斯大林還要求伏羅希洛夫元帥盡可能與在烏克蘭和白俄羅斯活動的游擊隊取得聯系，叫游擊隊盡可能地破壞德軍后勤線上的鐵路，阻滯德軍向庫爾斯克和哈爾科夫方向投送兵力物資的速度。
為了對抗德軍即將發動的反擊，朱可夫親自指揮庫爾斯克戰役，蘇軍資深老帥鐵木辛哥作為大本營代表負責協助朱可夫。蘇軍的陣容也是空前豪華，其中包括了蘇軍坦克名將卡圖科夫，蘇軍新星科涅夫，羅科索夫斯基等一眾在戰爭中崛起的名將。
他們的任務是在德軍發動進攻之前緊急構筑一條防線，為對應德軍的進攻做好準備， 位于庫爾斯克突出部上的軍隊將作為誘餌，很顯然德軍對這個誘餌欲罷不能。只要德軍發動進攻，蘇軍將在適當的時間里沿著德軍鉗形攻勢的兩翼，再發動一個鉗形攻勢，將德軍的進攻部隊分割包圍，到時候蘇軍就可以輕松地向第聶伯河前進了。
蘇軍的計劃可以說非常冒險，假如各部隊無法有效協調作戰，那麼有很高的可能在戰役初始階段就被德軍打亂。到時候位于庫爾斯克突出部的蘇軍部隊就非常危險了，因此這時候鐵木辛哥元帥的作用就顯現出來了，別看他之前在哈爾科夫戰役中一敗涂地，但作為蘇軍資深元帥，在協調大軍群協同作戰上是有著很深造詣的，并且鐵木辛哥元帥的決心也是不容置疑的，他足以輔助朱可夫完成戰役部署。
蘇軍為了能夠一口氣搞定德軍，在庫爾斯克，布良斯克，哈爾科夫方向集結了高達190萬大軍，各型火炮和迫擊炮高達1.9萬門，作戰飛機高達2172架，坦克高達4944輛。其中大約有500架戰機和1500輛坦克以及7400門火炮和60萬兵力隸屬于預備役方面軍，他們的任務是隨時填補任何缺口，擋住德軍的攻擊或者根據命令加強某個方向上的攻勢。
1943年7月5日，德軍航空兵和炮兵率先對蘇軍突出部兩翼發動猛烈攻擊，而蘇軍炮兵也立刻對德軍發動了還擊。德軍原本以最新銳的黑豹中型坦克和四號坦克組成的先頭部隊，卻在第一天的戰斗中因觸雷和遭遇蘇軍的炮擊，損失達到了50%，就連費迪南重型坦克殲擊車，也有幾輛因觸雷癱瘓。
德軍在蘇軍南北兩翼連續發動了2天猛烈突擊，卻只能前進10公里左右。戰斗又持續了一天以后，德軍先頭攻擊部隊不得不轉入防御姿態，等待第二打擊集群投入戰斗。
在左翼的莫德爾發現蘇軍在短短12公里的縱深里竟然構筑了3條野戰防線，不過對他的部隊來說這不是問題，依靠新抵達的重型坦克和歌莉婭遙控炸彈，突破蘇軍第三道防線。
要說莫德爾這人，是德軍一等一的防守和防御反擊大師，但在閃電戰方面只能算第1.5梯隊將領，安排他指揮北部攻勢可以說是一個不太穩妥的選擇。
如果此時指揮北部攻勢的是古德里安，那麼他一定會尋找蘇軍最薄弱的環節，然后集中兵力發動突擊，在突破蘇軍防御之后再尋求擴大戰果的機會。
莫德爾指揮的德軍裝甲部隊多次闖入蘇軍布置好的雷場，盡管大多數重型自行火炮和重型坦克并沒有被地雷摧毀，但也拖延了德軍的進攻速度。 莫德爾在攻占了普羅霍夫卡之后怎麼也沒想到，蘇軍竟然會發動猛烈的反擊，此時他手里能夠調用的坦克只有大約300多輛，還全靠德軍的空中支援沒日沒夜的拼命空襲蘇軍，才讓莫德爾得以在炮普羅霍夫卡堅持到12日。
由于雙方在7月10日到12日期間拼盡全力爭奪普羅霍夫卡，庫爾斯克戰役的核心戰略目標也有所改變，普羅霍夫卡一時間成了整個戰場上的焦點，雙方不斷投入部隊爭奪這座不大的小鎮。 尤其是在7月12日這天，普羅霍夫卡鎮交戰的雙方坦克就達到了約1000輛之多。整個庫爾斯克戰場雙方坦克總數已經達到了近8000輛之多，堪稱人類史上規模最大的坦克大決戰。
事實上，雖然蘇軍在庫爾斯克戰役中占據壓倒性的數量優勢，但德軍則占據有壓倒性的作戰素養優勢。盡管蘇軍士兵作戰素養相比1941年有所提高，但這主要是老兵們帶來的戰力提升，很多新上戰場的新兵一看到激烈的戰場究竟被嚇懵了。
這種士兵在戰場上唯一的作用就是吸引德軍的注意力，想要他們發揮出戰斗力是不大可能的，畢竟很多新兵接受訓練連一個季度都沒有，這種后果是可想而知的。
德軍憑借高超的戰斗技能，在庫爾斯克戰役中給蘇軍造成了慘重的傷亡，甚至在兵力劣勢情況下一度打得蘇軍險些自行崩潰，還得虧是朱可夫和鐵木辛哥及時投入近衛裝甲軍等精銳部隊，才將戰局拉平。
然而就算是精銳的近衛裝甲軍，在對抗德國黨衛軍裝甲部隊的戰斗中，也沒有占到什麼優勢。此時蘇軍裝備的T34-76和KV-1S已經完全無法對付德軍的豹式坦克和虎式坦克了。但德軍裝甲師因數量劣勢無法承受長時間的作戰損失，因此陸續被迫撤出戰斗。
12日傍晚，德軍因傷亡過大被迫終止堡壘行動，其他地區的戰斗陸續在7月15日到8月17日之間結束。此時德軍已經損失了大約50萬官兵，2900輛坦克和裝甲車，1696架作戰飛機。
蘇軍沃羅涅日方面軍，草原方面軍，中央方面軍，布良斯克方面軍，西方面軍，預備役方面軍，總傷亡人數超過了158萬，坦克和自行火炮與裝甲車損失達到6064輛，作戰飛機損失也達到了1626架。
盡管德軍因無力繼續維持戰斗，被迫終止了堡壘行動，以優勢交換比打了一個敗仗。但蘇軍統帥部也意識到，庫爾斯克的勝利并非什麼值得稱道的戰績，蘇軍的訓練體系和裝備迫切的需要進行調整，否則日后的戰斗中將吃更多的苦頭。
庫爾斯克的戰斗蘇軍付出了慘重代價，但德軍南方集團軍群也遭到了重創，此后德軍被迫繼續后退。蘇軍抓住時機在列寧格勒方向發動了新一輪反擊，而盟軍也抓住機會在西西里島實施登陸，失敗的陰影已經籠罩在納粹德國的頭上。
