Chiến dịch Thành Trì là chiến dịch tấn công chiến lược cuối cùng của Đức trên chiến trường Đông Âu, và là một trong những trận đánh lớn nhất trong lịch sử thế giới, với sự tham gia của 4 triệu quân nhân. Vào thời điểm quân Đức nổ súng tiến công (ngày 5 tháng 7 năm 1943), họ bị áp đảo về quân số với tỷ lệ 3 chọi 1. Ở hướng bắc, Model xua Tập đoàn quân số 9 tấn công trên một địa bàn hẹp (chỉ rộng 48 km), nhưng sau 7 ngày đánh nhau quyết liệt, họ chỉ chiếm được 12 km đất Nga. Ngày 12 tháng 7, Hồng quân phát động Chiến dịch Kutuzov đánh vào Orel, thu hút cánh quân của tướng Model khỏi Kursk. Quân Đức thành công hơn đôi chút ở phía nam, nơi Manstein dùng Tập đoàn Thiết giáp số 4 thọc sâu 32 km vào phòng tuyến Hồng quân trong các ngày 5 – 12 tháng 7 năm 1943. Thoạt tiên, Tập đoàn Thiết giáp số 4 đánh thủng các tuyến phòng thủ số 1 và 2 của Hồng quân trong những trận đánh dữ dội từ ngày 5 đến ngày 6 tháng 7. Kế đến, quân Manstein phá vỡ tuyến phòng thủ số 3 của Hồng quân vào ngày 7 tháng 7, nhưng ngay sau đó họ vấp phải nhiều đòn phản kích mạnh từ 3 hướng đông bắc, bắc và tây. Các cuộc phản công này đã làm cho tiến độ hành quân của Manstein bị chậm lại rất nhiều. Nhưng đến ngày 11 tháng 7, Cụm Tập đoàn quân Nam đã đẩy quân Liên Xô về sát làng Prokhorovka. Bộ Tư lệnh Tối cao Liên Xô huy động các lực lượng dự bị sung sức phản kích vào Prokhorovka, mở ra một trân đánh xe tăng dữ dội vào ngày 12 tháng 7. Sau một ngày kịch chiến, Hồng quân Xô Viết giữ vững Prokhorovka và loại 300 xe tăng của Manstein khỏi vòng chiến. Chiến dịch Thành Trì chấm dứt ngày 13 tháng 7 khi Hitler phát lệnh ngừng tấn công khu vực Kursk. Manstein phản đối và cho rằng ông còn nhiều quân dự bị chưa tham chiến, trong khi lực lượng dự bị Liên Xô đã khánh kiệt. Tuy nhiên, Hitler dứt khoát hủy bỏ cuộc tấn công. Mặc dù Hồng quân chịu thiệt hại nặng nề, các sử gia hiện đại đã bác bỏ khả năng quân Đức thắng lợi nếu chiến dịch được kéo dài sau ngày 13.