1943年7月に起こったクルスクの戦いでは、カトゥコフの第1親衛戦車軍は南方から攻め込んできたドイツ軍装甲部隊の猛攻を受けた。しかし、よく訓練された彼の部隊は塹壕などを用いて頑丈な防御態勢を築き、大損害を受けつつもドイツ軍からの防衛に成功している。その後、第１ウクライナ方面軍のもとで、1944年3月にドニエストル河を渡河してカメネツ＝ポドリスキー包囲戦に加わり、さらにワルシャワの前面にまで進出している。ベルリン陥落まで第1親衛戦車軍は常に前線に配置された。一連の功績により、カトゥコフはソ連邦英雄を2度受章している。