1943年3月底，蘇聯最高統帥部將第62集團軍調入西南方麵軍編成隊，從斯大林格勒附近換防到北頓涅茨河的庫皮揚斯克和斯瓦托沃地域。
1943年4月16日，最高統帥部大本營把第62集團軍改編為近衛第8集團軍。
1943年4月中旬，最高統帥部命令崔可夫利用休整時機，使所屬部隊做好實施進攻和突破敵防禦地帶的準備，並深入研究諸兵種協同作戰、近戰、夜戰、反戰車戰等進攻作戰中的常見作戰樣式。崔可夫在與沃羅涅日方麵軍司令瓦杜丁大將、近衛第1集團軍司令庫茲涅佐夫上將、戰車第3集團軍司令雷巴爾科夫將軍、戰車第6集團軍司令哈裏托諾夫將軍等著名戰將進行了廣泛的交流與切磋之後，獲得了諸多寶貴的教益。
為了報斯大林格勒城下慘敗之仇以及重新奪取戰略主動權，德軍統帥部又擬定了代號為“堡壘”的進攻計劃；希特勒於1943年4月15日發布了第6號命令，其戰役企圖是∶從北麵奧廖爾和南麵別爾哥羅德向庫爾斯克突出部的根部實施向心突擊，圍殲蘇中央方麵軍和沃羅涅日方麵軍，攻占庫爾斯克，繼爾再向蘇西南方麵軍後方實施突擊。
蘇聯最高統帥部在察覺了德軍的這一企圖後，計劃在庫爾斯克弧形地帶交戰，並立即部署了這次交戰的兵器和兵力。
7月4日，蘇軍掌握了德軍將於次日淩晨發起進攻的準確情報。7月5日2時20分，蘇中央方麵軍和沃羅涅日方麵軍搶在德軍之前發起了先發製人的強大炮火反擊行動；德軍陣腳大亂，被迫在原計劃兩小時後發起進攻。
7月7日，崔可夫和近衛第1集團軍司令員庫茲涅佐夫應召到西南方麵軍的司令部，方麵軍司令員馬利諾夫斯基向他們傳達了蘇最高統帥部的意圖——利用德軍主力部隊被牽製在庫爾斯克方向的時機，向頓巴斯發動攻擊行動——強渡北頓涅茨河，協同正由米烏斯河向斯大林諾進攻的南方方麵軍，突破巴爾文科沃地域之敵的防線；殲滅敵頓巴斯集團並前出至第聶伯河。
這是崔可夫第一次參加指揮大規模的進攻行動。在進攻前的最後幾個小時裏 ，崔可夫一遍又一遍地審訂著整個進攻作戰計劃，給各兵團指揮員下指示。
7月17日4時50分，在長達90分鍾的炮火準備之後，近衛第8、第1集團軍在北頓涅茨河右岸對德軍發起了強勁的進攻；西南方麵軍司令官馬利諾夫斯基親臨崔可夫的集團軍觀察所督戰。
第一波攻擊部隊及其戰車和火炮迅速從先遣工兵營臨時架設的舟橋上渡過了北頓涅茨河；但在擴大登陸場時，不僅德軍的抵抗越來越強，而且，德國航空兵也加緊了行動。對渡口實施了猛烈的航空轟炸，使崔可夫部隊的進攻行動受到嚴重阻滯，其原定的進攻計劃全部落了空。
這是斯大林格勒保衛戰之後集團軍實施的第一次進攻。受領的任務，沒有一項得以完成。對崔可夫來講，這是相當困難的時期。
可是，蘇軍牽製德軍的目的已受到了明顯的成效。在接下來幾天的激烈戰鬥中，近衛第8集團軍雖頑強作戰，但進展不大；西南方麵軍司令官馬利諾夫斯基命令損失較大的近衛第8集團軍暫時撤為第二梯隊，改由第6、第12集團軍接替之，準備在北頓涅茨河右岸的登陸場發動新的攻勢。
鑒於首輪進攻的失利，崔可夫向上級請求以觀察員的身份參與第6、第12集團軍組織實施進攻的全過程；最高統帥部大本營代表華西列夫斯基批準了他的這一請求。
8月17日，新一輪進攻開始，崔可夫來到第6集團軍進攻地帶的中心，觀察進攻的發展情況。
但此次進攻也未達到既定的目的。在8小時激戰之後，第6集團軍隻向前推進了不足兩公裏；此後就難以繼續向前推進。方麵軍司令官馬利諾夫斯基隻得再命令崔可夫的近衛第8集團軍進入第6、第12集團軍之間的結合部，準備參加進攻行動。
崔可夫對三個集團軍進攻行動的連續失利進行了仔細的分析，他認為失利的最大原因是蘇軍的進攻行動沒有達成突然性。於是，他擬訂了一份實施機動、改變突擊方向以達成進攻突然性的新作戰計劃——將突擊集中在一個狹窄地段上，楔入德軍防禦縱深8～10公裏，為機械化部隊投入戰鬥創造條件；同時請求允許自己的集團軍進行適度的休整。
8月22日清晨，崔可夫指揮近衛第8集團軍向德軍發起了猛烈攻勢，強大的航空轟炸和炮火準備使德軍陣地立即陷入一片火海之中；德軍萬萬沒有料到蘇軍會在兩次連續失利後再度發起第三次強大的進攻行動，德軍部隊被打得措手不及，紛紛潰退。
崔可夫的近衛第8集團軍此次終於為西南方麵軍在浴血奮戰一個多月後贏得了首次勝利。緊接著，崔可夫指揮部隊加強攻勢；但德軍也進行了頑強的抵抗，他們首次使用了防戰車地雷，使蘇軍的戰車部隊受到很大損失。
盡管如此，西南方麵軍的進攻還是取得了突破性的進展；而草原方麵軍則在沃羅涅日方麵軍的協同下，攻占了哈爾科夫城，從而為下一步收複左岸烏克蘭並前出到第聶伯河奠定了基礎。
至此，庫爾斯克會戰以蘇軍的最後勝利宣告結束；之後，德軍統帥部不得不放棄進攻戰略，轉而采取防禦戰略。大兵團夜戰的大膽傑作在取得庫爾斯克會戰勝利後，蘇軍在從大盧基至黑海長達1500公裏的戰線上對德軍展開攻擊行動，以殲滅德南方集團軍群的主力，並解放頓巴斯工業區和烏克蘭的農業區。