Tras una larga y compleja preparación los alemanes lanzan la Operación Ciudadela, el 5 de julio de 1943, y tras una semana de duros enfrentamientos los soviéticos logran contener las divisiones panzers y posteriormente lanzan dos contraataques, contra los flancos norte (Operación Kutuzov) y sur (Ofensiva Belgorod-Járkov) de las exhaustas fuerzas alemanas. Fue precisamente en el curso de la Operación Kutuzov, en el flanco norte en dirección a Orel donde el ejército de Rybalko, ahora integrado en el Frente Bryansk al mando del general Markián Popov, jugó un papel crucial en la victoria soviética. Posteriormente participó en la liberación de Kiev el 17 de noviembre de 1943 y en la Batalla del cruce del Río Dniéper, tras cuyo cauce, se habían atrincherado las asediadas unidades del Grupo de Ejércitos Sur del mariscal Erich von Manstein.