7月12日，苏军大規模的反攻开始了，蘇軍將其命名為奥廖尔进攻战役，由中央方面軍、布良斯克方面軍及西方面軍左翼部队联手執行。在這場戰役中，莫德爾除了擔任第9軍團的司令外，短暂兼任了第2裝甲軍團的司令（1943年8月6日至1943年8月14日，由伦杜利克接任）。蘇軍原先期待他們可以在兩天之內到達奧廖爾，並將德軍分割為3個部分。然而，蘇軍在3個星期後才抵達該地，而德軍已完成撤退。第9軍團和第2裝甲軍團在整個7月付出了83,000人的傷亡，但成功重創蘇軍的3個方面軍，並縮短防線，避免被殲滅的命運，他的名譽也因這次的成功得以保住。