南翼への攻勢を阻止したマンシュタインは北翼への攻勢に備え、中央軍集団にたいし2個装甲師団の返還を求め、南翼に移動した第3装甲軍団を北翼に戻した。マンシュタインの予測通りソ連軍の攻勢部隊は7月24日にベロゴルド北方に集結、攻勢準備を整えていた。8月3日、ヴォロネジ・ステップ軍110万の攻勢部隊が攻撃を開始。ヴォロネジ方面軍の第5軍と第6親衛軍が突破口を開き、第1戦車軍と第5親衛戦車軍が突破口を拡大し後方へと進出した。8月5日にはベロゴルドが解放され、第五親衛戦車軍が西から、第53軍が南西から、第7親衛軍が北から、第57軍が南からハリコフへと殺到した。8月7日、ボゴドゥコフとグライボロンが陥落し、第4装甲軍の第19機甲師団と歩兵3個師団が孤立した。孤立した4個師団はグライボロンへと退却したが、森林地帯で待ち伏せていた第27軍の奇襲を受け全滅した。ソ連軍機械化部隊は攻勢開始から5日で100Kmも進撃し、急速に戦果を拡大した。すでに第4機甲軍と第8軍は分断され55Kmの間隙が生じていた。ヒトラーはハリコフの死守を命じ、6個歩兵師団をハリコフ市内に配置した。マンシュタインはミウス戦線から呼び戻した第3装甲師団をハリコフの北に配置し、第2SS装甲軍団を第4装甲軍に加え、ハリコフに肉薄するソ連軍に反撃した。第1戦車軍と第6親衛軍の左翼に猛攻をかけて押し返し、増援として駆け付けた第5親衛戦車軍とSS装甲軍団が衝突した。両軍は大損害をうけたがドイツ軍はかろうじてソ連軍を撃退しハリコフを維持した。
7月16日、南西方面軍がドネツ河を渡河して第1装甲軍への攻勢を開始、南部正面軍はミウス河を渡河し第6軍への攻勢を開始した。両軍の目的はハリコフ攻勢への陽動であり、南方軍集団機動予備の誘引を狙っていた。南西・南部軍は補充・増援を優先的に受けたヴォロネジ・ステップ軍に比べると貧弱な戦力だったが、第6軍・第1装甲軍にたいしては2倍の優勢を占め、49万の兵員を投入できた。南西方面軍の攻勢は阻止されたが、南部正面軍はミウス河に橋頭保の構築に成功した。南方軍集団司令官マンシュタインは南翼の危機を救うため、イタリアに出征予定だった第6SS装甲軍団の投入をヒトラーに要請した。北翼への攻勢を警戒していたマンシュタインは第4装甲軍からのひきぬきを最小限に抑える必要があった。ヒトラーは当初難色を示したが、マンシュタインは自らの解任をちらつかせヒトラーを承諾させた。7月30日、第6SS装甲軍団はミウス河の戦線に投入され、マンシュタインはソ連軍橋頭保の排除に成功、1万7000人の捕虜を獲得した。しかし南翼への攻勢は陽動に過ぎずソ連軍の本命は北翼への攻勢だった。
ソ連軍はオリョ―ルへの攻勢を開始する一方でベルゴロド・ハリコフ地区への攻勢計画を進めていた。攻撃の主力となるのはヴォロネジ方面軍であり、第5軍と第6親衛軍が第1装甲軍の陣地に穴をあけ、後方に控えている第1戦車軍と第5親衛戦車軍が突破口から突入し第1装甲軍を分断する。ステップ方面軍は第6軍を攻撃しベロゴルドを攻略、第1装甲軍への支援を阻みヴォロネジ方面軍をサポートする。ヴォロネジ・ステップ軍の戦力は南方軍集団北翼の第4装甲軍と第8軍の3倍であり、兵力・火力ともに圧倒的な優勢を占めていた。
ダムは2002年（平成14年）に本体が完成し、試験湛水を行い2003年（平成15年）に完成する予定であった。しかし試験湛水中の4月25日、川上村白屋地区で斜面に亀裂が発見された。住民からの通報により国土交通省は直ちに計器類を設置するなど監視を行い、5月11日には試験湛水を中断した。だがその後も亀裂は拡大し、白屋地区では家屋に亀裂が入るなど深刻な状況となった。事態を重視した川上村・川上村議会・川上村議会ダム対策委員会は国土交通省に対し抜本的な対策を要望、7月には特に亀裂が深刻な6戸について仮設住宅への移転を開始した。川上村の紀の川流域における地盤については、かねてから脆弱性が指摘されており、地滑りの危険性は1974年頃には既に金沢経済大学の吉岡金市や和田一雄らから問題提起されていた。実際に1967年には上流の大迫ダム建設地点で地滑りが発生しており、建設を強行しようとした農林省と川上村住民が小競り合いを起こしてもいた。建設省は地滑り対策について1999年（平成11年）に「貯水池斜面対策検討分科会」において深度50mまでのボーリング調査を行い、過去に地滑りを起こした形跡がない事、脆弱な地盤は範囲が狭いなどの検査結果を示した。これを基にして現在深度50mまでの地滑り域に対する恒久的地滑り対策を実施している。だが、公共事業の問題点追求を全国的に展開している「国土問題研究会」などは建設省（国土交通省）の対応について、地滑り危険度や地滑り対策の十分な検討を待たずに建設を急いだ事、亀裂が発生した後直ちに湛水を中止しなかった事などを厳しく非難している。白屋地区住民は全戸の永久移転を7月には要望し、10月末には国土交通省も白屋地区の土地買い上げと全戸移転を骨子とした補償策を受け入れたが、現在に至るまで恒久的移転は実現していない。この事についても厳しく糾弾を行っている。また、大滝ダムだけに依存しない治水対策の必要性も訴えている。具体的には狭窄部を開削し湛水被害を防ぐ事や、下流部の内水氾濫対策などを行い水害の危険度を分散させ、治水安全度を高めることでダムへの治水依存を軽減させるというものである。当初の建設事業費は230億円とされていたが、現在では3640億円まで増額されている。