他们两人拟定了最高统帅部关于其预备队的配置以及在库尔斯克地域建立草原方面军的指个草案，呈送给斯大林。4月12日傍晚，朱可夫和华西列夫斯基来到莫斯科，向斯大林汇报关于库尔斯克战役的设想。朱可夫写道：
我们的结论是，必须在所有重要方向上，而且首先是在库尔斯克突出部地域建立牢固的、纵深梯次配置的防御。据此，我们给各方面军司令员下达了相应的指示。部队开始在冬季防线上挖掘工事。对于组训完毕的最高统帅部战略预备队，决定暂不使用，并将其集结到更加靠近受威胁的地域。
在4月其余的日子里，苏军最高统帅部继续为即将发动的会战进行着极为紧张的计划和准备。
5月初，朱可夫去北高加索方面军执行任务后返回最高统帅部。这时，总参谋部基本完成了夏、秋战役的计划工作。同时，最高统帅部组织了周密的谍报侦察和空中侦察，十分可靠地查明。敌大量部队和军事物资正运往奥廖尔、克罗梅、勃良斯克、哈尔科夫、克拉斯诺格勒和波尔塔瓦地域。
朱可夫写道：〃这证实了我们4月份的推断。在最高统帅部和总参谋部，认为德军可能在最近几天内转入进攻的意见占了上风。〃
大约在同时，沃罗涅日方面军司令员瓦杜了将军和军事委员会委员赫鲁晓夫向斯大林建议对别尔哥罗槽…哈尔科夫地域的德军集团实施一次先发制人的突击。朱可夫、华西列夫斯基和安东诺夫以及总参谋部的一些成员不赞成这项建议，于是朱可夫把这一情况报告了斯大林。
使朱可夫失望的是，斯大林犹豫不决，对于究竟是以强固的防御迎击敌人，还是先改进行一次突击以挫败敌人的进攻，拿不定主意。斯大林担心会象1941年和1942年那样，苏军的防御经不住德军的突击，同时他不相信苏军能够粉碎强大的、坚固筑全进守的敌人。这种举棋不定的情形一直持续到5月中旬。经过多次讨论，最后斯大林才同意以纵深梯次防御消耗敌人，然后在别尔哥罗德一哈尔科夫方向和奥廖尔方向上发起强大反攻来打击敌人。
德军的情况相当糟糕。5月初，希特勒决定把〃堡垒〃战役推迟到6月。他希望到那时，他的各个装甲师将配备新型坦克。可是，当新型坦克运到时，战役开始时间已推迟到7月初了。趁苏军尚未从冬季战役的损失中得以恢复之前，向它发动突击的大好时机终于永远丧失了。①
①曼施泰因著《失去的胜利》，第44页。——原书注
根据朱可夫的建议，最高统帅部开始迅速集装部队，以便阻挡德军的进攻。中央方面军和沃罗涅日方面军将承受敌军的主要突击。作为预备队和反击部队，最高统帅部建立了由H·C·科涅夫上将领导的预备队方面军（后改称草原方面军），其编成内有几个多兵种合成集团军和一些坦克与机械化兵团。这些部队即将参战的地区的地形，是开阔的大草原，沟壑溪谷不多，非常适宜使用大量坦克。
五个坦克集团率、若干个坦克和机械化军以及一些步兵军和步兵师，编入最高统帅部预备队和各方面军的第二梯队中。这些机动兵团不仅可以迅速调去堵住战线上可能出现的任何缺口。而且是一支可以在适当时机投入战斗的庞大的反攻力量。
最高统帅部指定西方方面军和勃良斯克方面军负责制订向奥廖尔一带德军发动进攻战役的计划，但战役的实施要等到德军最初的攻势被遏止以后。
自战争开始以来，苏军实施防御的部队中，炮兵团的数目首次超过步兵团的数目，其比例是1．5比1。在最可能遭到敌人突击的方向上，火炮的配置也最密集。例如，在受威胁最大的地段——奥廖尔至库尔斯克的铁路线担任掩护的中央方面军第13集团军，其每英里正面上得到大约一百四十八门火炮和迫击炮的支援，远远超过德军为发动进攻所能拼凑的数目。
在实施防御准备期间，中央方面军和沃罗涅日方面军又获得了九千多门火炮和迫击炮。从最高统帅部预备队中总共拨出九十二个炮兵团来加强这两个方面军。配置了大千多门防坦克炮，在比较重要的方向上共敷设地雷和炸药包约达四十万个。
斯大林命令朱可夫留在库尔斯克，负责协调中央、勃良斯克和西方三个方面军的行动，而华西列夫斯基则负责指导沃罗涅日方面军。
7月4日下午3时，经过短时间的炮兵射击和空中轰炸之后，库尔斯克会战爆发了。据冯·梅伦廷将军记载，当天傍晚，德军掷弹兵和步兵在突击炮兵和工兵的支援下，突破到红串防御的前沿。梅伦廷写道：
在进攻的第二天，我们遭到第一次挫折，尽管我们作了种种努力，部队过是无法突破俄军的防线。〃大德意志〃师（一个很强的师，拥有约一百八十辆坦克），编成密集队形进行冲击，它的正前方就是沼泽，因而遭到俄国炮兵的猛烈轰击一工兵未能准备好适当的渡口，许多坦克成了红军航空兵的牺牲品——在战斗中，尽管德国空军占优势。但俄国飞机作战英勇顽强。甚至在德军第一天攻占的地域内，俄国人不知从哪儿突一然昏出来，因而〃大德意志〃师的侦察部队不得不去对付他们。7月5日夜间到7月6日底起未能渡过溪流和沼泽。
在左翼，坦克第3师对萨维多夫卡的进攻，就象〃大德意志〃师对阿列克谢耶夫卡和卢恰尼诺的进攻一样，未能获得成功。整个地区到处都是地雷，而且拥军在整个防线上的防御，都得到配置在居高临下有利位置的坦克的支持。
我们的突击部队遭受重大伤亡，坦克第3师不得不打退一系列反击。尽管德国空军对俄军炮兵阵地进行了若于次大规模轰炸，但俄军的防御火力丝毫没有减弱。
整个库尔斯克地区的战斗打得很艰苦，而且一直没有间断过。经过一周激战之后，德国人得出结论。俄军的预备队是打不完的。到7月14日，比较精明的德国领导人，其中包括梅伦廷，都认识到，〃德军进攻的时间表已经完全被打乱〃。所以出现这种情况，原因很多。海伦廷写道：
进攻伊始，突破在很大纵深内布满地雷的俄军前沿防线，已经证明比我们原先预料的要困难得多。俄军发动的凌厉反击，并把大量的兵力兵器无情地投入这种反击，也是一件出乎意料的令人不快的事情。德军的伤亡是不轻的，而我们的坦克的损失则是令人哀悼的〃豹式〃坦克（一种新型坦克）未能象预料的那样发持作风这种坦克容易被击中着火，因为滑油和燃油供油系统没有充分的防护，坦克乘员的训练也不足。参加战斗的八十辆〃豹式〃坦克，到7月14日为止已所剩无几了。
7月13日，战斗正处于高潮时；希特勒召见南方集团军群司令官和中央集团军群的司令官，告诉他们说，盟军已于当天在西西里岛登陆，而且意大利人打得很糟。由于盟军可能在别的地方——巴尔千各国和下意大利登陆，情况变得更加严重了。因此，必须中止〃堡垒〃战役。
但是，谈何容易！事情毕竟正如梅伦廷所说的那样，〃我们现在的处境，就象一个人揪住了一只狼的两只耳朵，怎么敢撒手放开它！〃
军事史学家们一般都没有论述希特勒的这一决定立即造成的影响。曼施泰因也没有重视这一问题。他只讲了一句简洁的话：〃在取消'堡垒'战役的时候，东部战场的主动权终于转入俄国人手中。〃
人们或许会认为，到希特勒下令取消这一战役的时候，德军的一些师的命运已经注定了。德军统帅部犯了一个特大错误，就是给了苏军时间，使它在4、5、6三个月重新部署和加强了他们的兵力。
在普罗霍罗夫卡周围的一次异常激烈的战斗中，德军装甲车辆和人员损失极其惨重。据苏方的记载，仅在一天的战斗中，德军就损失了三百五十辆坦克和一万名官兵。
突出部南侧的战斗也十分激烈，损失的严重程度便是证明。例如，坦克第19师坦克第73团，到进攻的第五天只剩下两个连了。步兵第332师损失了三千七百人，而坦克第6师也遭到重大伤亡，只剩下四十七辆坦克了。
就在这个时候，朱可夫和华西列夫斯基以最高统帅部驻当地代表的身份，命令西方方面军和勃良斯克方面军发动攻势。三天以后，即在7月15日，中央方面军向奥廖尔方向发起了进攻。
德军统帅部面临着一项紧急的决定，即是否将正向别尔哥罗德…库尔斯克方向进攻的部队后撤到它们原来的阵地。如在原来的阵地巩固下来，德军能指望利用在奥廖尔桥头堡作战的部队之一部。因此，7月16日，德军坦克第4集团军和〃战斗〃特遣集团军，在强大的后卫部队掩护下开始撤退。
与此同时，朱可夫命令近卫第6集团军和坦克第1集团军沿奥博扬…别尔哥罗德公路向前实施迅猛的反突击。7月18日，他把草原方面军投入战斗，到了7月20日，沃罗汉日方面军和草原方面军的所有集团军向正在撤退的德军实施了向心突击。当日日终，收复了德军7月5日发动攻势前苏军曾经占据的阵地。
7月底，近卫第11、坦克第4集团军以及第61集团军的部队接近了奥廖尔一勃良斯克公路和铁路线，到8月初，战斗已在奥廖尔接近地上打响。后撤的德军部队和车辆密密麻麻分布在公路和田野上，一眼望不到边，并且在几条主要公路上造成令人沮丧的堵塞。苏军的地面攻击机和轰炸机不停地向这些堵塞地点，向聚集在奥卡河各渡口的德军部队进行袭击。
当苏军接近奥廖尔的时候，他们发现这座战前曾拥有十多万人口的城市已经变成一片废墟。工厂被炸毁，铁路车场被破坏。城市里只剩下高层公寓建筑物的零零星星的残垣断壁了。德军进行了顽固的抵抗，但红军部队终于在8月5日肃清了该城的残敌（见附图5）。
随着库尔斯克的胜利和奥廖尔与别尔哥罗德的解放，莫斯科第一次响起了祝捷礼炮。
〃俄国首次决定鸣放祝捷礼炮和放烟火来庆祝库尔斯克的胜利，这决不是偶然地、灵机一动地作出的决定。〃亚历山大·沃思评论说，〃因为俄国统帅部懂得，俄国打赢了库尔斯克会战，它实际上就已打赢了这场战争。〃或者说，正如斯大林所说的：〃如果说斯大林格勒会战预示着德国法西斯军队的衰落，那么库尔斯克会战则使它面临灭顶之灾。〃
7月31日，最高苏维埃主席团宣布，为苏军将领们〃卓越而果敢地指挥作战和抗击德国侵略者所取得的胜利〃授勋：授予朱可夫元帅苏沃洛夫一级勋章；授予科涅夫大将库图佐夫一级勋章；授予布尔加宁中将红旗勋章。
荣誉和奖赏并没有使朱可夫放漫步伐。他继续亲自指挥关键性地区的作战。尼古拉·K·波佩尔在他撰写的、于1960年出版的《坦克转向西方》一书中，对于朱可夫视察在库尔斯克附近陷入困境的一支坦克部队的情形作了记载。虽说他的记载抱有偏见'但却是饶有趣味的。职业军人朱可夫同集团率政治委员、后来成了赫鲁晓夫的辩护士的波佩尔将军的关系，很可能是非常冷淡的。波佩尔是这样描写朱可夫抵达A·Ⅱ·格特曼将军的司令部的：
朱可夫元帅走下他的车子，砰地一声关上车门。在他走向格特曼的帐篷时，很快地向周围扫视了一眼。消息不胫而走，传遍了整个司令部。指挥员们怀着担心和期望注视着朱可夫的到来。所以担心，是因为他们知道，无论朱可夫来到哪个部队，不管公正不公正，反正不狠狠训斥一些人，不把一些人撤职或降职是不多的。所以抱着期望，是因为最高统帅部代表拥有很大权威，能够使部队采取行动，能够在任何时候（因为他对情况了如指掌）迅速作出决定。
这一次，朱可夫大发雷霆的原因是可以理解的。情况实际上发生了悲剧性的逆转。列昂诺夫的坦克旅同主力部队的联系被敌人切断了。
可是，他为什么一定要在还没有把情况弄清楚的时候指责别人，而且暴跌如雷呢？有人说，一个司令员训斥下级是要使他们于得更好，更迅速地采取行动和多动脑筋。我不相信这一点。不到五分钟以前，格特曼还是果断而坚定的，可现在他不知所措了。
接着，波佩尔对朱可夫的指责变得尖刻起来：
粗暴——我们这一代的许多指挥员，都把它同朱可夫元帅的名字联系在一起——并不是他一个人自我沉洒的东西。他认为他有权侮辱他的下级，他的这种看法就象传染病一样传播开来。有些指挥员就采取了象板着面孔的军纪官一般的傲慢态度，有时这甚至成为他们的一贯作风，然而它是同我军的