מצפון ומדרום לבליטת קורסק הועמדו בכוננות עוד שלוש חזיתות סובייטיות - חזית בריאנסק, החזית המערבית והחזית הדרום-מערבית - שנועדו לעבור למתקפה מיד לאחר בלימת המתקפה הגרמנית על הבליטה, ולבצע שתי מתקפות גדולות, במטרה לכבוש את בליטת אוריול, ואת הערים בלגורוד וחרקוב. מתקפות אלו היו חלק מהתוכנית האסטרטגית של הסטאבקה להדיפת הצבא הגרמני אל מעבר לנהר הדנייפר, ולשחרור כל אוקראינה המזרחית בשנת 1943.
מ-1941 התמקדה התעשייה הסובייטית בייצור המוני של מספר מינימלי של דגמי טנקים ובפישוט תהליכי הייצור, וכתוצאה מכך עמדו לרשות הצבא האדום בקיץ 1943 כ-9,500 טנקים ותותחים מתנייעים, כולל טנקים מערביים, שסופקו לברית המועצות במסגרת תוכנית השאל החכר. בנוסף לכך רמת האימונים והמקצועיות של צוותי הטנקים הסובייטים השתפרו, וחלק ניכר מהטנקים צוידו במכשירי רדיו, שחסרונם הורגש בדגמים המוקדמים של הטנקים הסובייטיים. דגם הטנק העיקרי ששימש את עוצבות השריון הסובייטיות בקרב קורסק, היה ה-T-34 שצויד בתותח 76.2 מ"מ, אולם הם כללו גם אחוז ניכר של טנקים קלים מדגם T-70, ששימשו בעיקר כרכב סיור/פשיטה, ולא היו מסוגלים להתמודד מול הטנקים הבינוניים הגרמניים, וכן מספר לא מבוטל של טנקים בריטיים ואמריקניים מיושנים, שסופקו לצבא הסובייטי במסגרת תוכנית החכר והשאל. ביסודו של דבר, הצבא הסובייטי הפעיל בקרב קורסק שני דגמים עיקריים של טנקים וכן תותחים מתנייעים/משחיתי טנקים משני דגמים (SU-76 ו-SU-122), ולכן בעיות החלפים שלו היו פשוטות יחסית. הגרמנים, לעומת זאת, הפעילו במהלך הקרב חמישה סוגים שונים של טנקים ולא מעט דגמים של תותחים מתנייעים ותותחי סער.
מצבת הכוחות היריבים ערב פתיחת קרב קורסק (4 ביולי 1943).
הצבא הסובייטי.
חזית וורונז' בפיקוד ניקולאי ואטוטין
החזית המרכזית בפיקוד קונסטנטין רוקוסובסקי
חזית הערבה בפיקוד איבן קונייב
הצבא הגרמני.
סדר הכוחות של הצבא הגרמני לקרב:
מבצע מצודה.
פעולות מקדימות.
הזמן הרב שחלף בין תחילת התכנון של מבצע "מצודה" לבין פתיחת המתקפה הגרמנית, איפשר לגרמנים לתגבר את הכוחות התוקפים ב-200 טנקים מדגם פנתר, כ-130 טנקי טיגר ו-90 משחיתי טנקים מדגם פרדיננד (שהצטיינו בעובי השריון שלהם). כוח הלופטוואפה, שנועד לסייע להתקפה, תוגבר ב-79 מטוסי תקיפה חדישים מדגם הנשל 129 .
מועד פתיחת המתקפה הגרמנית נדחה מספר פעמים, עד שב-1 ביולי ניתנה הפקודה לפתוח במתקפה בבוקר ה-5 ביולי. למחרת היום העביר המרשל אלכסנדר ואסילבסקי אזהרה למפקדי החזיתות הסובייטיות שנועדו לקחת חלק במערכה, ניקולאי ואטוטין, קונסטנטין רוקוסובסקי ואיבן קונייב כי המתקפה הגרמנית תונחת בין ה-3 ביולי וה-6 ביולי. רשתות הביון הסובייטיות הזינו את הפיקוד הצבאי במידע מועיל בדבר ההכנות למתקפה מזה חודשים.
ארמיית הפאנצר הרביעית החלה במתקפה מקדימה על קו מוצבי החוץ של ארמיית המשמר ה-6 בדרום מבלט קורסק כבר בשעות אחר הצהריים של ה-4 ביולי, כדי לתפוס שטחים שולטים לפני תחילת המתקפה העיקרית. הקו מוקם על שורת גבעות נמוכות, ששלטו על אזורי ההערכות של הגרמנים. יחידות חרמ"ש משלושת הקורפוסים של הארמייה, תקפו את העמדות הסובייטיות בסיוע ארטילריה ומפציצי צלילה, אך נתקלו בהתנגדות קשה ובשדות מוקשים עמוקים, והצליחו להשתלט על חלק מיעדיהם רק בשעות הלילה המאוחרות. המתקפה המקדימה הבהירה לפיקוד חזית וורוניז', שהמתקפה הגרמנית העיקרית תונחת על חזיתה של ארמיית המשמר ה-6.
לאחר שהפיקוד הסובייטי קיבל ידיעות על המועד המדויק של פתיחת המתקפה הגרמנית (שעה 03:00 לפי שעון גרמניה ב-5 ביולי) הוא החליט להקדים רפואה למכה, ולהנחית שורת מהלומות ארטילריות ואוויריות, שהוכנו מראש, על הכוחות הגרמניים מסביב לבליטת קורסק. המטרה הייתה לעכב ולשבש ככל האפשר את המתקפה הגרמנית, להחליש את הכוחות התוקפים ולגרום להם אבדות, באמצעות תקיפת ריכוזי כוחות קרקע באזורי ההערכות להתקפה, סוללות ארטילריה ושדות תעופה קדמיים של הלופטוואפה.
המהלומה הסובייטית המקדימה החלה בשעה 02:20 והשתתפו בה כ-3,000 קני ארטילריה. בחזיתו של רוקוסובסקי התרכזה הארטילריה הסובייטית בשיבוש ההכנה הארטילרית הגרמנית. כ-80 אחוז מהפגזים שנורו כוונו כנגד עמדות הארטילריה הגרמנית, והמקורות הסובייטיים טוענים שהצליחו לשתק או לפגוע קשות בכ-50 מתוך 100 סוללות הארטילריה שנפרסו בגזרה זו. כתוצאה מכך, כאשר נפתחה המתקפה הגרמנית בצפון, היחידות התוקפות לא קיבלו מספיק סיוע ארטילרי ולוח הזמנים של המתקפה שובש.
בחזיתו של ואטוטין הייתה המהלומה הארטילרית המקדימה פחות יעילה, משום שכוונה בעיקר נגד כוחות הקרקע הגרמניים באזורי ההערכות שלהם. האחרונים עדיין נמצאו בחפירות הממוגנות שלהם, ולכן ספגו אבדות קלות בלבד מאש הארטילריה הסובייטית. גאורגי ז'וקוב מודה בזכרונותיו, שהמהלומה המקדימה הסובייטית בגזרה זו לא הוכנה כראוי. אש הארטילריה לא כוונה במקרים רבים למטרות ספציפיות, אלא למטרות שטח כלליות, בגלל מחסור במידע מודיעיני מדויק, ולכן הייתה פחות יעילה ממה שקיוו המתכננים הסובייטים, ולא הצליחה לדחות באופן משמעותי את תחילת המתקפה הגרמנית. בנוסף לכך, ההתקפה המקדימה של חיל האוויר הסובייטי על שדות התעופה הגרמניים הקדמיים נכשלה בהשגת יעדיה, משום שהגרמנים הספיקו להזניק את מטוסיהם לאוויר לפני פתיחת המהלומה האווירית הסובייטית. הגרמנים טענו, שבקרב האווירי שהתפתח, הם הצליחו להפיל 120 מפציצים סובייטיים .
המתקפה הגרמנית על בליטת קורסק.
המתקפה הגרמנית בגיזרה הצפונית.
ב-5 ביולי עם שחר פתחו קורפוסי הפאנצר ה-41, ה-46 וה-47 והקורפוס ה-23 מהארמייה התשיעית בהתקפה על גיזרה ברוחב כ-45 ק"מ, שהוחזקה על ידי הארמייה הסובייטית ה-13 והאגפים הסמוכים של הארמיות ה-48 וה-70. הכוח הגרמני התוקף (כולל כוחות עתודה) כלל 14 דיוויזיות חי"ר, 6 דיוויזיות פאנצר ודיוויזיית פאנצרגרנדיר אחת, ועוד דיוויזיית פאנצר בעתודת קבוצת ארמיות מרכז. לרשותו עמדו כ-1200 טנקים, תותחי סער ומשחיתי טנקים, מתוכם כ-900 היו זמינים להשתתף בשלבים הראשונים של המתקפה. וולטר מודל, מפקד הארמייה התשיעית, תכנן להשתמש בעיקר בדיווזיות החי"ר שלו כדי להשתלט על רצועות ההגנה הסובייטיות הראשונות ולטהר נתיבי תנועה עבור כוחותיו הניידים. הוא לא רצה לשחוק את דיוויזיות הפאנצר והפאנצרגרנדיר שלו בקרב ההבקעה, ולכן שמר את מרבית הטנקים שלו בעתודה, כדי שניתן יהיה להשתמש בהם בשלב הפריצה החוצה והתנועה לעומק אזורי העורף של הכוחות הסובייטיים בבליטת קורסק. רק דיוויזיית פאנצר אחת נועדה להשתתף ביום הראשון של המתקפה הגרמנית. את התפקיד המרכזי במתקפה הראשונית נועדו למלא 9 דיוויזיות חי"ר, שהופעלו בצוותי קרב משולבים בראשם נעו תותחי סער, משחיתי טנקים מדגם פרדיננד וטנקים כבדים מדגם טיגר (ש-31 מהם הופעלו בשלב הראשון של המתקפה). הכלים המשוריינים נועדו להשמיד מטווח רחוק את תותחי הנ"ט והטנקים הסובייטיים, ולחסל עמדות מבוצרות במערך ההגנה הסובייטי, מכיוון שהיו מצוידים בשריון עבה, שהפך אותם לפחות פגיעים לאש הסובייטית.
תוך זמן קצר מצאו עצמם הכוחות הגרמנים התוקפים מסובכים בתוך שדה מוקשים ענק, בתוכו מוקמו חוליות של ציידי טנקים, וספגו אש עזה מתותחי הנ"ט ומהארטילריה הסובייטית. כוחות ההנדסה הקרבית הגרמניים, שפעלו תחת אש, התקשו לטהר מעברים בשדות המוקשים עבור השריון הגרמני, אף על פי שהשתמשו באמצעים טכנולוגיים מתקדמים (כלי רכב בלתי מאוישים לפיצוץ מוקשים, שהופעלו מרחוק באמצעות גלי רדיו). 90 משחיתי הטנקים מדגם פרדיננד, שהופעלו כחוד החנית של התקפת קורפוס הפאנצר ה-41, לא נפגעו כמעט מאש הנ"ט הסובייטית, משום שצוידו בשריון עבה מאוד (20 ס"מ בחזית). אבל רבים מהם שותקו תוך זמן קצר לאחר שעלו על מוקשים, והפכו מטרה נייחת לאש הארטילריה ולחוליות ציידי הטנקים שפעלו בשטח. הכלים המועטים שהצליחו להבקיע לעומק מערך ההגנה הסובייטי, מצאו עצמם מבודדים, והפכו מטרות קלות לחי"ר הסובייטי משום שלא צוידו במקלעים. התוצאה הייתה שרוב משחיתי הטנקים הוצאו מכלל פעולה כבר ביום הראשון למתקפה (אם כי רק מעטים הושמדו לחלוטין) והשפעתם על מהלך הקרב הייתה שולית. ההתנגדות הסובייטית העזה אילצה את מודל להטיל למערכה שתי דיווזיות פנצר נוספות בגזרת קורפוס הפאנצר ה-47 כבר בשעות הצהריים של ה-5 ביולי, כדי לסייע לכוחות החי"ר בהבקעת מערך ההגנה הסובייטי. למרות זאת, ההתקדמות המרבית של הכוחות התוקפים ביום הראשון למתקפה לא עלתה על 8 ק"מ. רק בגזרת קורפוס הפאנצר ה-41 ובחלק מגזרת קורפוס הפאנצר ה-47 הצליחו הגרמנים להבקיע דרך רצועת ההגנה הסובייטית הראשונה. קורפוס הפאנצר ה-46 באגף המערבי (שכלל למעשה רק דיוויזיות רגלים) והקורפוס ה-23 באגף המזרחי של המתקפה הגרמנית, לא השיגו התקדמות משמעותית ועדיין היו מסובכים בלחימה ברצועת ההגנה הסובייטית הראשונה.