В оборонительном сражении на северном участке Курской битве на позиции 13-й армии пришёлся главный удар северной ударной группировки — 9-й немецкой армии генерал-полковника Моделя. С 5 по 11 июля части армии при содействии соседней 70-й армии и резервов фронта перемололи в боях атакующего противника, и отойдя всего на несколько километров, полностью измотали его, сорвав немецкий план окружения советских войск в районе Курска. В июле-августе 1943 года 13-я армия участвовала в Орловской операции.