“库图佐夫”行动
7月11日，苏军以1个加强营的兵力在10分钟的炮火急袭之后发动了战役侦察，以最后查清德军在主攻地段的兵力和火力配置。同时，苏军的炮兵大部分已经在7月10日前到达指定位置，而布置在最前沿的置瞄火炮则在7月11日夜间全部到位。至此，苏军的战役准备已经全部就绪。
7月12日凌晨3时20分，苏军集中3 000门火炮进行大反攻前的炮火准备。苏军这次投入的炮兵力量非常雄厚，平均每个步兵团都能得到至少4个炮兵团的火力支援，在第11近卫集团军的进攻正面火炮密度更是达到了每千米200门！炮击整整持续了160分钟。6时，苏军准时开始发起进攻，最先展开猛攻的是西方方面军的第11近卫集团军。由于炮火准备强度很大，对德军防御工事破坏很大，而且苏军集中兵力在狭窄地段突击，第11近卫集团军在16千米正面就投入了6个师，从而保证了突击正面的兵力火力密度，因此很快就突破了德军防线。
▲苏军为反攻准备了强大的炮兵部队。
不过，苏军本来只是想展开局部攻势，为正面的中央方面军创造更有利的条件，没想到第11近卫集团军如此轻松就突破了德军防线，完全出乎苏军自己的预计，所以对这样的进展反而毫无相应的准备，后续部队没能及时跟进，扩张战果，错过了利用这一突破展开大纵深的推进。
倒是德军反应很快，中央集团军群司令克卢格立即判断出这不是苏军在防御中的反击，而是真正大规模的战略反攻，所以在8时就命令第36步兵师和集团军群直属的机动部队第12装甲师火速向北开拔，以封堵突破口。同时还组织其他担负预备队任务的部队向这一地区机动。
中午前后，第36步兵师和第12装甲师陆续赶到，投入了阻击苏军的战斗，但也实在有些杯水车薪的感觉，面对苏军强大的攻势，德军这么点兵力确实很难保持270千米战线的稳固防御，多处被苏军突破，整个防线已经支离破碎。看到如此严峻的形势，克卢格很清楚，光凭第2装甲集团军的力量已经根本无法抵抗苏军的攻势，而他手上已经没有多少预备队了，只能从第9集团军抽调2个装甲师、1个坦克歼击营和相当数量的炮兵紧急赶来驰援，这样一来自然削弱了第9集团军的力量，但是克卢格已经别无选择，只能采取这样剜肉补疮的办法了。第9集团军司令莫德尔也很清楚，一旦苏军的反攻得手，就会给整个库尔斯克北线德军带来灾难性的后果，加上他又已经兼任了第2装甲集团军的代理司令，等于是两个重担一肩挑，所以他立即从第9集团军中抽调了第2、第12、第18、第20装甲师等4个师紧急增援第2装甲集团军。
下午，第11近卫集团军司令巴格拉米扬中将开始投入第二梯队的步兵师以扩大突破口，同时命令第1、第5坦克军开始向前机动，准备从突破口进入战斗。至天黑前，第11近卫集团军已经突入德军战线约10千米。第5坦克军虽然在傍晚时分投入战斗，但由于天黑前时间不多，德军的抵抗又相当顽强，所以第5坦克军的进展十分有限，没能突破德军的第二道防线。
▲德军坦克兵正在密切注视战场。
在西方方面军开始进攻后不久，布良斯克方面军的第3、第63集团军也开始进攻了，不过这两个集团军的进攻远远没有第11近卫集团军那样顺利，遭到了德军的顽强抵抗，损失非常惨重，虽然突破了德军防线，但是代价极大。苏军有60辆掩护步兵冲锋的KV重型坦克被击毁，而德军仅仅损失了3门用来平射坦克的88毫米高射炮！
▲德军35军军长伦德里克。
苏军布良斯克方面军的进攻之所以如此不顺，主要原因是当面的德军第35军军长洛塔尔·伦德里克中将通过空中侦察和无线电监听准确判断出了苏军的主攻方向是在第56步兵师和第262步兵师的结合部，有的放矢地在这个地段集中了24个步兵营中的6个，42个炮兵连中的18个以及48门88毫米高射炮中的24门，并精心构筑了防御工事，这些措施确实给苏军带来了极大困难。而伦德里克也因为这次防御作战表现出色而接任第2装甲集团军司令。
7月13日，西方方面军的第50集团军在第11近卫集团军的右翼开始进攻。下午14时，第11近卫集团军的第1坦克军也投入了战斗，和昨天就已经参战的第5坦克军一起合力突破了德军的第二道防线。至13日日落时，西方方面军在奥廖尔北部的德军战线上撕开了一个纵深25千米，宽度也达到15千米的巨大突破口。
布良斯克方面军经过重新组织后，也在13日再次展开攻势，第61集团军开始从博尔霍夫东北发动主攻，但同样遭到了德军顽强抵抗，进展十分迟缓，因此布良斯克方面军司令波波夫不得不在当天下午将第20坦克军提早投入战斗—按照预定计划，第20坦克军是要等到步兵师在德军防线上打开了突破口之后再投入战斗，提早动用第20坦克军，说明步兵师的进攻已经难以取得突破，只能利用坦克部队的强大突击力来打开局面了。但第20坦克军进入战斗后，依然没能有大的起色，进展还是非常有限。在此情况下，波波夫只得连连向最高统帅部求援，请求将第3近卫坦克集团军划归布良斯克方面军指挥，利用装甲实力雄厚的这支精锐部队来突破德军防线。直到13日晚，斯大林才同意将第3近卫坦克集团军调归布良斯克方面军，但第3近卫坦克集团军还在后方，要赶到前线至少需要两天。在这两天时间里，还是要依靠布良斯克方面军自己的力量。虽然布良斯克方面军竭尽了全力，也只是缓慢逼退德军防线，而始终无法形成突破。
苏军的这次大规模战略反攻对德军确实是灾难性的，德军第2装甲集团军在7月13日的战报里说：“东部战场的宽大战线上，在过去的48小时里发生了根本转变，作战的重点转到了第2装甲集团军，这里的危机不断发展，而且出乎意料得快。”
7月15日，奥廖尔突出部的战斗规模进一步扩大，苏军中央方面军的右翼部队第13、第48、第70集团军和第2坦克集团军也开始转入了反攻。德军进行了极其顽强的抵抗，还采取了新的机动防御战术—在一批部队进行防御作战的同时，另一批部队就在防线后方5—8千米处选择有利地形，组织新的防线，并不断以坦克部队实施反击。这些新战术使苏军进展迟缓，而且伤亡很大，加上中央方面军的部队在此前的防御作战中损失很大，还没有得到重组的补充，也没有足够的休整，攻击略显疲态，无法在短时间里一举突破德军防线，但也迫使德军步步后退。
在地面激战的同时，空中的争夺也同样激烈。从7月12日起，苏联空军在库尔斯克北线地区每天的战机出动强度都超过了2 000架次。在16日和17日，空战更是达到了白热化的程度，最终苏军牢牢掌握了战场制空权。由法国飞行员组成的“诺曼底”飞行大队也参加了库尔斯克北线空战。至7月底，“诺曼底”飞行大队就取得了击落德机30架的战绩，但自身也付出了不小代价，包括大队长让·路易·蒂兰少校和副大队长阿尔贝尔·利托尔夫上尉等一批飞行员牺牲。至8月初，苏联空军的出动数量进一步提高，仅仅是支援布良斯克方面军和中央方面军的第15、第16空军集团军在五天时间里就出动了9 800架次。
7月16日，莫德尔预见到奥廖尔突出部肯定无法坚守，如果坚持死守，不但依旧保不住奥廖尔突出部，还会搭进去更多的有生力量，就向希特勒请求撤退到“哈根”防线，但被希特勒拒绝。
7月19日，第3近卫坦克集团军终于赶到了前线，司令雷巴尔科中将对战场局势进行了分析，决定不从第3和第63集团军的进攻地段上投入战斗，而是在奥廖尔以东的奥特拉达、普罗塔索沃一线发起进攻，这样可以出其不意，用战术上的突然性来弥补炮兵和工兵不足带来的影响。第3近卫坦克集团军第12和第15坦克军的进攻正遇到了德军第9集团军赶来增援的第2、第8装甲师，双方展开了激战，苏军在强大的空中掩护下，至19日天黑前已经向德军战线纵深推进约12千米，虽然第15坦克军被德军第8装甲师的反击所阻止，但第12坦克军依然还在向纵深挺进，战果最大的是第7近卫机械化军，他们的进攻正好是德军防线的薄弱之处，因此推进非常顺利。
▲奥廖尔街道上的德军坦克。
▲奔向战斗机紧急起飞的苏军飞行员。
当天，除了第3近卫坦克集团军的进攻卓有成效。苏军其他部队也都有很大进展，第11近卫集团军已经突入德军战线70千米，进抵霍特涅茨，切断了德军在奥廖尔突出部最重要的交通线—从奥廖尔到布良斯克的铁路干线！第61集团军也逼近博尔霍夫。(https://www.daowen.com)
20日，由于第3近卫坦克集团军在奥列申河防线中段的成功突破，为苏军攻占姆岑斯克创造了极为有利的条件。当晚，布良斯克方面军直属的第283步兵师和第384步兵师解放姆岑斯克，彻底切断了奥廖尔至姆岑斯克的公路、铁路交通，并占领了奥卡河渡口。
此后，第3近卫坦克集团军的进攻遭到了德军越来越顽强的抵抗，雷巴尔科几次试图从德军防线上寻找弱点进行突击的努力都落空了，所以原本应该进行大纵深穿插突击的坦克部队，只能进行代价高昂的正面强攻。
不过在其他方向，苏军的西南方面军、列宁格勒与沃尔霍夫方面军分别于7月17日和22日先后转入了反攻。而在德军后方的游击队也日益活跃，仅仅奥廖尔州游击队在7月22日—8月1日的十天时间里就炸毁了7 500根铁轨，极大影响了德军的人员和物资运输。
面对越来越恶化的局势，莫德尔和克卢格只得硬着头皮再向希特勒请求，这次他们不敢直接请求撤退，而是很策略地请求允许“弹性防御”，但还是没有得到希特勒的批准。
▲手持波波沙冲锋枪的游击队员。
7月26日，苏军西方方面军又投入了雪藏多时的预备队—第4坦克集团军，这支装甲铁拳在这个时候进入战场，对本来已经左支右绌的德军来说，更是致命的。仅仅一天时间，第4坦克集团军就推进到距离奥廖尔至布良斯克铁路干线10千米的地方，德军第23步兵军和第41装甲军拼尽全力才稍微延缓一下第4坦克集团军狂飙突进的迅猛势头。
▲正向德军后方发起袭击的苏联游击队。
鉴于意大利方向急需部队，苏德战场的局势也已经一落千丈，7月27日，希特勒不得不决定放弃奥廖尔突出部，这对于向来要求战至一兵一卒也决不后退的希特勒来说，简直是破天荒的，这也说明了德军当时的情形已经窘迫到何等地步。7月28日，德军最高统帅部下达了放弃奥廖尔突出部的正式命令。
从7月30日起，德军开始从奥廖尔突出部后撤，同时在退却过程中采取了极其残酷的“焦土政策”—破坏一切工业设施，炸毁一切建筑，烧毁一切农作物，并胁迫25万苏联平民一起撤退。苏军很快判明德军开始全线后撤，苏军最高统帅部随即命令在敌后的游击队，采取一切可能的措施延缓迟滞德军后退。游击战中央司令部根据最高统帅部的这一命令，立即命令白俄罗斯、列宁格勒、加里宁、斯摩棱斯克和奥廖尔地区的游击队发起了针对铁路运输的大规模破坏和袭击。8月4日，德军最高统帅部的作战日志就写道：“东线铁路运行由于路轨遭到破坏而经常中断，其中，在中央集团军群的地域，仅8月3日就发生了75次重大破坏事件和1 800次爆破破坏，这直接导致了中央集团军群地域的铁路运行从8月4日中断8小时。”
▲德军在撤离前进行了彻底破坏，奥廖尔成为一片火海。
同一天，苏军对库尔斯克北线部队的指挥序列进行了大调整，将原来西方方面军的第11近卫集团军、第11集团军和第4坦克集团军划归布良斯克方面军，原来布良斯克方面军的第3近卫坦克集团军则划归中央方面军，要求布良斯克方面军和中央方面军发起钳形攻势，夹击退却的德军。
8月1日，即便德军主动撤退也未能扭转被动，德军中央集团军群司令克卢格在作战日志中无奈地写道：“集团军群司令部清楚地认识到，原来准备在撤退过程中突击敌军的企图，现在已经不可能实现，因为部队的作战能力在下降，而且官兵疲惫不堪。”
当天，苏军布良斯克方面军的第3集团军在德军防线上扯开了一个大缺口，突入德军防线纵深达到14千米，从西北方向包围了奥廖尔，并迫使在奥廖尔东北部的德军于当晚开始后撤。
8月2日，苏军第3集团军继续向德军纵深挺进，主力已逼近涅波洛基河，虽然遭到了德军顽强防御，进展不得不放缓，但仍有部分部队继续向奥廖尔市区方向推进。
8月3日，苏军布良斯克方面军的第5、第129、第380步兵师和第17近卫坦克旅等几支部队都已抵达了奥廖尔的近郊，已经能够从望远镜里看得到德军撤退前夕烧毁房屋建筑破坏工业设施所造成的烈焰浓烟。当晚，苏军开始向奥廖尔市区发起进攻，德军一路败退，一路破坏、烧毁建筑和市政、工业设施，并大量埋设地雷。
8月4日，苏军第269、第308步兵师首先攻入奥廖尔，和德军展开了激烈巷战，至黄昏前已经占领了奥廖尔东半部市区，并进抵奥卡河。8月5日，苏军完全解放奥廖尔，但此时这座在战前拥有十万人口，曾是著名的工业城市和铁路枢纽，已经满目疮痍，遍地残垣断壁，所有的工业和铁路设施全部荡然无存。战后奥廖尔重建，在市中心建立了奥廖尔解放者苏军第308步兵师师长古尔基耶夫上校的纪念碑，并以他的名字命名了街道和公园，还命名了在解放奥廖尔战斗中荣获苏联英雄称号的舒利金大街，并建立了坦克兵公园，在公园里树立了坦克纪念碑，碑石上镌刻着在奥廖尔战斗中牺牲的坦克兵姓名，碑前是熊熊燃烧的长明火。8月10日，苏军又解放了霍特涅茨。
▲第一个冲进奥廖尔的鲍里斯诺夫中尉。
▲进入奥廖尔的苏军坦克。
至8月17日，德军在半个月的时间里连续后撤了约100千米，完全放弃了奥廖尔突出部，退至北起基洛夫，南到欧尔罗夫斯基的“哈根”防线。至此苏军在奥廖尔突出部地区进行的代号“库图佐夫”行动的战略反攻也落下了帷幕。
苏军此次在奥廖尔突出部地区的优势其实要比1942年在斯大林格勒更为明显，但却没能像在斯大林格勒那样上演围歼德军重兵集团的场景，主要是莫德尔这位被誉为“防御大师”的高超指挥，以及德军预先构筑的坚固防御工事可以依托。
最终苏军这场大反攻，将德军防线向西逼退了150千米，彻底消除了被纳粹德国宣传部长戈培尔称为“刺向莫斯科的匕首”的奥廖尔突出部，并击溃德军15个师。德军重兵集团虽然没有遭到围歼，也没有成建制的部队损失，但伤亡仍然非常惨重，损失高达12万人以上，几乎相当于中央集团军群总兵力的五分之一，这样巨大的损失是德军无法弥补的。