El frente Vorónezh participó en la batalla homónima, las operaciones defensivas en los accesos a Stalingrado, y en la Operación Saturno de diciembre de 1942, el seguimiento del cerco del 6º Ejército alemán en Stalingrado, donde destruyó al 2.º Ejército de Hungría. Después de la Operación Saturno, el frente estuvo involucrado en la Operación Zvezda, que incluyó la Tercera Batalla de Járkov, y resultó en una batalla de larga duración desde el 2 de febrero hasta el 23 de marzo de 1943, y la reversión de gran parte de las ganancias soviéticas de los alemanes. Durante Zvezda, el frente incluía los Ejércitos 38.º, 40.º, 60.º y 69.º más el 3.º Ejército de Tanques de la Guardia. Este último ejército fue tan maltratado por la operación que luego fue reorganizado como el 57.º Ejército. En la batalla de Kursk en agosto de 1943, el frente operó en el hombro sur, durante el cual comandó la batalla de Projorovka en el lado soviético.