4 июля 1943 г. передовые отряды войск ударных группировок 4ТА и группы «Кемпф» завязали бои с боевым охранением 6 и 7 гв.А Воронежского фронта, чтобы обеспечить выход основных сил к переднему краю главной полосы нашей обороны.
5 июля с 5.00 в полосах Березов—Волково на правом фланге, Дмитриевка—Драгунское на левом фланге и с 11.00 иск. Драгунское — иск. Березов противник начал наступление всеми силами ударных группировок 4ТА и группы «Кемпф» и завязал бои за главную полосу обороны 6 и 7 гв.А. В первый же день наступления в сражение были введены 5 пехотных, 8 танковых и 1 моторизованная дивизии противника.
Главный удар наносился силами 48 тк и 2 тк СС 4ТА (тд-5, мд-1, пд-2) в общем направлении на Обоянь в полосе 6 гв.А. Другой удар наносился силами 3 тк и ак «Раус» группы «Кемпф» (тд-3, пд-3) в общем направлении на район Короча в полосе 7 гв.А.
На главном направлении наиболее ожесточенные бои развернулись в полосах обороны 67 и 52 гв.сд по рубежу Драгунское—Березов. Во второй половине дня противник вклинился в оборону на правом фланге 67 гв.сд на 4 км и, окружив нп Черкасское, завязал бой за его овладение. Удержание нп Черкасское до начала 6 июля полком 67 гв.сд задержало продвижение противника на этом направлении. Решение командующего войсками фронта нанести контрудар силами 1ТА в ходе сражения за главную полосу обороны на обоянском направлении реализовано не было, так как выдвинутые к ней танковые бригады понесли значительные потери. Поэтому танковые войска были развернуты на второй полосе обороны: по рубежу Меловое—Яковлево — 1ТА; Яковлево—Тетерино — 5 гв.тк; Тетерино—Гостищево — 2 гв.тк. На направление главного удара противника была выдвинута из резерва 6 гв.А. С целью содействия 6 гв.А в обороне сосед справа — 40А — произвела маневр резервами, развернув на смежном фланге иптап-2, тбр-2, тп-2.
6 июля противник на обояньском направлении прорвал главную полосу обороны 6 гв.А и вышел к исходу суток на рубеж Раково—Яковлево ко второй полосе обороны. Прорвать ее противнику удалось только на узком участке вост. Яковлево в направлении на Бол.Маячки. Глубина продвижения противника достигла 10—18 км.
На корочанском направлении противник к исходу 6 июля захватил плацдарм на восточном берегу р.Сев.Донец шириной по фронту до 10—12 км и вышел ко второй полосе обороны 7 гв.А на участке шириной 3 км.
Для наращивания усилий в обороне в состав Воронежского фронта были введены 10 тк (из состава Степного фронта) и 2 тк (из состава Юго-Западного фронта), направленные в район нп Прохоровка.
5 гв.ТА (тк-2, мк-2) начала выдвижение в западном направлении. Ставка ВГК поставила армии задачу быть в готовности нанести удар во фланг ударной группировке противника в случае прорыва германских войск в направлении на Обоянь—Курск.
В течение 7—8 июля противник продолжал попытки прорыва второй полосы обороны, продвигаясь вдоль шоссе Белгород—Обоянь. 9 июля противник ввиду крайне низких темпов продвижения предпринял решительное сосредоточение усилий на обояньском направлении. На участке шириной по фронту 10 км в боевых порядках наступающих вдоль шоссе войск было до 500 танков.
Командующий войсками фронта предпринял маневр резервами, выдвинув на угрожаемое направление на рубеж к югу от Обояни силы противотанковой обороны: иптабр-1, иптап-3, реадн-4, — а также сосредоточив здесь усилия фронтовой авиации.
К исходу 9 июля противник продвинулся до рубежа Калиновка—Ильинский, вклинившись в нашу оборону на глубину до 35 км, а на рубеже Веселый—Петровка вышел к тыловой армейской полосе 6 гв.А. Воспользовавшись этим, противник решил изменить направление сосредоточения основных усилий ударной группировки. Прорыв армейской полосы обороны было намечено осуществить нанесением удара в направлении на Прохоровку силами 4 ТА с запада. В составе ударной группировки имелось до 700 танков и штурмовых орудий. Одновременно с юга в направлении Мелехово—Ржавец должна была нанести удар группа «Кемпф». Нарушив устойчивость обороны фронта, противник рассчитывал при дальнейшем продвижении окружить часть войск 6 гв.А, оборонявшихся западнее р. Сев.Донец, и разгромить их.
В связи с значительным усложнением обстановки в южной части курского выступа, Ставка ВГК отдала распоряжение о выдвижении на белгородско-курское направление 3 армий Степного фронта: 27А с 4 гв.тк — в район Курска, 53А с 1 мк — на первый фронтовой рубеж обороны по р. Сейм с занятием его по рубежу Букино—Солнцево силами 3 дивизий, 5 гв.А — на армейскую полосу обороны с занятием ее по рубежу Обоянь—Прохоровка. 5 гв.ТА было приказано сосредоточиться в районе сев. нп Прохоровка, в оперативное подчинение ей передавались 2 гв.тк и 2 тк. 5 гв.ТА и 5 гв.А передавались в состав Воронежского фронта. В составе 5 гв.ТА были сосредоточены значительные силы: тбр-13, мбр-3, мсбр-4, сап-3, пабр-1, гап-3, иптап-8, реап-3, минп-3, зенад-2; численность танков и САУ — 841, из них легких — 320.
Для срыва наступления противника и нанесения решительного поражения его вклинившейся ударной группировке было решено с утра 12 июля нанести фронтовой контрудар силами 5 гв.ТА с частью сил 5 гв.А — с северо-востока, силами 6 гв.А и 1ТА — с северо-запада по сходящимся направлениям на Яковлево. Одновременно 7 гв.А должна была частью сил нанести удар в направлении на Разумное и содействовать успеху ударов на главном направлении. Остальным армиям фронта была поставлена задача удерживать оборону на занимаемых рубежах. 2 и 17 ВА основным составом сил должны были поддерживать действия войск, наносивших контрудар.
С утра 11 июля противник возобновил наступление. В направлении на Обоянь и на Прохоровку он потеснил войска 1ТА, 6 гв.А, 5 гв.А и 2 тк, а в полосе 69А прорвал оборону в районе Кураковка—Казачье—Ново-Оскочное и вынудил наши войска к отходу. Действия противника нарушили ход подготовки контрудара фронта, вызвали необходимость корректуры плана по рубежам перехода войск в наступление и особенно по расположению огневых позиций артиллерии. Кроме того, часть артиллерии при выдвижении в районы огневых позиций была уничтожена, попав под удар танков противника. Однако сорвать контрудар противник не мог.
В 8 час. 30 мин. 12 июля 5 гв.ТА после огневой подготовки перешла в наступление с рубежа 10 км сев.-зап. нп Прохоровка в направлении на Яковлево. Развернулось ожесточенное встречное сражение против изготовившейся к наступлению на Прохоровку группировки 4ТА противника. К исходу дня 5 гв.ТА, понеся большие потери, в том числе в соединениях второго эшелона и резерва, введенных в сражение, не смогла преодолеть сопротивление противника и перешла к обороне. Перешедшие одновременно в наступление 1ТА, 6 гв.А, 5 гв.А и 7 гв.А действовали недостаточно активно и успеха также не имели. Вместе с тем, нанесение контрудара хотя и не достигло решительных целей, но вынудило противника перейти к обороне на всех направлениях.
13 июля противник предпринял попытки прорваться с северо-запада и юго-востока на Шахово и окружить 5 дивизий 69А, оборонявшихся в районе Прохоровка — Тереревино — Шопино — по р. Сев.Донец — Ржавец. Они безуспешно продолжались 14 и 15 июля, пока эти дивизии не отошли организованно к исходу 15 июля на армейскую полосу обороны юго-вост. Прохоровки. После этого противник и здесь перешел к обороне. Предпринятое германским командованием наступление было сорвано. Использовать резервы, находившиеся в Донбассе (24 тк, 23 тд, 16 мд), противник не решился, удержать достигнутые рубежи имевшимися силами не мог и принял решение на отвод своих войск на рубеж, который они занимали до перехода в наступление. К этому решению противника вынудило также начавшееся 12 июля контрнаступление войск Западного, Брянского и Центрального фронтов на орловском направлении.
6 июля противник начал организованный отвод войск, прикрывая свои главные силы арьергардами. Преследуемые войсками Воронежского и введенного в сражение к исходу 18 июля Степного фронтов войска 4ТА и группы «Кемпф» отошли на рубеж, который занимали до перехода в наступление, и перешли к обороне на хорошо подготовленных позициях.
С 24 июля войска Воронежского и Степного фронтов начали подготовку к наступлению на белгородско-харьковском направлении.
Оборонительный этап Курской битвы завершился. Замысел противника на летне-осеннюю кампанию 1943 г. был сорван. Попытка удержать стратегическую инициативу проведением наступательной операции на курском направлении и достижением решительных целей стратегического масштаба успеха не имела. Потери германских войск, составившие до тридцати дивизий, из них семи танковых, крайняя недостаточность стратегических резервов способствовали переходу советских войск в контрнаступление и его развитию на орловском и белгородско-харьковском направлениях.