Renforcé, le front participa à la bataille de Koursk, où il défendit le flanc sud contre la principale attaque allemande. Après l'arrêt des troupes allemandes, le front de Voronej passa à l'offensive, au côté du front de la steppe, et reprit, cette fois définitivement la ville de Kharkov, le 23 août, ainsi qu'Orel au cours de l'opération Polkovodets Roumiantsev. Le repli allemand derrière le Dniepr, lui permit ensuite de libérer Kiev, à l'automne 1943.