ב-9 ביולי 1942 הוקמה חזית וורונז', על בסיס חזית בריאנסק, ולמפקדה מונה פיליפ גוליקוב. החזית לחמה במבצע וורונז'-וורושילובגרד, שם ספגה אבדות כבדות, ובדצמבר 1942 השתתפה במבצע סטורן קטן. לאחר מכן לחמו כוחות החזית בקרבות באזור קורסק וחרקוב, והשתתפו בקרב חרקוב השלישי. החזית השתתפה בקרב קורסק, ולחמה נגד כוחות קבוצת ארמיות דרום הגרמנית. לאחר מכן השתתפה החזית במבצע בלגורוד-חרקוב ובקרב דנייפר, ואף שחררה את קייב, וב-20 באוקטובר 1943 שונה שמה של חזית וורונז' לחזית האוקראינית הראשונה.