Die Front nahm nach ihrer Aufstellung an der Schlacht um die namensgebende Stadt Woronesch teil. Im Dezember 1942 führte sie gemeinsam mit der Südwestfront die Mittlere Don-Operation durch, bei der die italienische 8. Armee zerschlagen wurde. Im Januar 1943 zerschlug die Front im Rahmen der Woronesch-Charkiwer Operation auch die ungarische 2. Armee und eroberte im Februar im Rahmen der Operation Stern Kursk, Belgorod und Charkow zurück. Diese Operation mündete im März in die Dritte Schlacht um Charkow, bei der große Teile der vorangegangenen Geländegewinne wieder verloren wurden.