ב-5 ביולי 1943 פתח הצבא הגרמני בהתקפה תחת שם הקוד "מבצע ציטאדלה" (מבצע מצודה). הכוחות הגרמניים, שכללו 3 ארמיות מתוגברות, ניסו ללכוד את כוחות הצבא האדום בבליטת קורסק באמצעות תנועת מלקחיים. ההתקפה הגרמנית בצפון הבליטה לא הצליחה להשיג התקדמות משמעותית, ולאחר חמישה ימי לחימה נבלמה לגמרי, לאחר שהכוחות התוקפים ספגו אבדות כבדות. ב-12 בחודש עברו הכוחות הסובייטיים להתקפת נגד, שתוכננה מראש, על הכוחות הגרמניים שהחזיקו בבליטת אוריול מצפון לבליטת קורסק (מבצע קוטוזוב), ואילצו את הכוח התוקף לחזור לעמדות המוצא שלהם. ההתקפה הגרמנית בדרום בליטת קורסק זכתה להצלחה גדולה יותר, והצליחה לחדור לעומק של למעלה מ-30 קילומטר לפני שנבלמה על ידי כוחות עתודה סובייטיים שהוטלו למערכה, ובראשם הארמייה המשוריינת החמישית של המשמר (הגוורדיה). עד 23 ביולי נאלץ גם הכוח הגרמני בדרום הבליטה לחזור לעמדות המוצא שלו. ב-3 באוגוסט פתח הצבא הסובייטי במתקפה מדרום לבליטת קורסק (מבצע רומיאנצב), ולקראת סוף אוגוסט הצליח לשחרר את העיר חרקוב. במקביל המשיכו הכוחות הסובייטיים במתקפתם מצפון לבליטת קורסק, ועד 18 באוגוסט נאלצו הגרמנים לסגת מכל שטח בליטת אוריול.