7月5日淩晨2時20分，蘇軍沃羅涅什方麵軍搶先實施了炮火和航空兵的反準備。霎時，隆隆的炮聲，飛機的轟鳴聲，各種炸彈的爆炸聲打破了深夜的寧靜。戰爭史上著名的庫爾斯克大會戰開始了。
本來，蘇軍是防禦性作戰戰略，但這提前的反準備炮火卻使德軍前沿陣地的官兵以為是蘇軍要向他們進攻了。蘇軍的炮火先行摧毀了德軍部分炮兵陣地，打亂了德軍前沿陣地的通訊指揮係統。不過蘇軍的反準備炮火略微早了些，倘若再晚30～40分鍾，那麼效果可能更好。因為德軍裝甲部隊和步兵大多未開始進攻前的集結。
7月5日清晨6時左右，德軍終於開始發起進攻。德軍統帥部審慎地，但卻十分呆板地執行著他們事先製定的“堡壘”計劃，把兵力集中在戰場的狹窄地段上。他們的打算極其簡單，那就是從庫爾斯克突出部兩個相反的方向上同時突破蘇軍防禦，並從北麵和南麵向庫爾斯克總方向實施相向的或當時所謂的向心突擊，切斷蘇軍配置在該處的部隊，爾後加以消滅。
在北麵奧廖爾方向上，莫德爾投入了第九集團軍的3個裝甲師及4個步兵師，共約500百輛坦克及自行強擊炮，從40公裏寬的正麵向蘇中央方麵軍第十三集團軍的左翼進攻。德軍坦克梯隊大都排成一個楔形，衝在前端的是10～15輛裝甲最厚的“虎”式坦克和“斐迪南”式自行強擊炮。“斐迪南”式自行強擊炮是當時德軍裝甲最厚的突擊炮，88毫米炮可以在1800米的距離擊毀“T－34”坦克。雖然它靠著厚重的裝甲突破了蘇軍陣地，但由於在設計上沒有配備機關槍，不能摧毀蘇軍火力點，因而使步兵無法跟進，結果在失去步兵掩護的情況下，很快就被蘇軍擊毀。第九集團軍整個白天的5次突擊進攻都被擊退。隻是到了傍晚，莫德爾再次投入兵力，才勉強入蘇第十三集團軍的陣地。即使這樣，最大縱深也隻有6公裏，更多的是2～3公裏。
同日，南方集團軍群從南麵的別爾哥羅德發起進攻，曼施泰因在不足50公裏的正麵展開了3個裝甲軍，由左至右分別是第四十八裝甲軍、第2SS黨衛裝甲軍（屬霍特的第四裝甲集團軍）及第三裝甲軍（屬肯夫兵團），進攻兵力共8個裝甲師、1個機械化師及5個步兵師，坦克共約700百輛。當天，霍特的楔形坦克隊在空軍及炮兵的強力支援下，順利地突破蘇軍近衛第六集團軍的陣地。傍晚的一場雨使得攻勢暫時停了下來，肯夫的部隊也在近衛第七集團軍的陣地前受挫。
7月6日清晨，德軍再次發起進攻，所有各部隊的正麵全都是激烈的血戰。莫德爾的第九集團軍在傷亡慘重及彈藥大量消耗下不得不放棄了前進。兩天以來，第九集團軍僅僅前進了6～9公裏而已，然而卻付出了死傷2.5萬人、200輛坦克和自行火炮以及200架飛機的代價。在南麵，南方集團軍群的3個裝甲軍在損失了近200輛坦克後，繼續向奧博揚方向緩慢逼進。
7月7日，莫德爾投入了預備隊，但他發起的5次攻勢都沒能獲得多大的進展。南麵霍特的攻勢則比較順利，第四十八裝甲軍順利地突破了幾個據點，擊退了蘇軍第三機械化集團軍。
在前3天的戰鬥中，中央集團軍群擊毀了379輛蘇軍坦克，南方集團軍群則擊毀了483輛。這總共862輛的坦克，德國空軍即包辦了291輛，而德國空軍本身隻損失了54架飛機而已。
7月8日，莫德爾集結了300輛坦克再度發動了猛烈的攻勢。首當其衝的是蘇軍第三反坦克旅。蘇軍炮兵直到650～750米的距離才開火，並且大都能堅守炮位。其中一個營在摧毀17輛坦克後，全營隻剩3人存活。第三反坦克旅也幾乎全軍覆沒。在南麵，蘇第三機械化集團軍以40輛“T－34”坦克對德軍第四十八裝甲軍展開反擊，結果以大敗收場。
戰至7月10日，莫德爾已經用完了所有的預備隊，並且損失了全軍將近2/3的坦克。羅科索夫斯基的中央方麵軍漸漸對德第九集團軍展開反擊，莫德爾隻得轉攻為守。在南麵，霍特前進到了戰略要地奧博揚附近，嚴重威脅到庫爾斯克的南麵。其間主力“大德意誌”師的“豹”式坦克頻頻產生機械故障，但是該師仍然能夠發揮相當的戰力。位於攻擊正麵中央的第2SS黨衛裝甲軍，與第四十八裝甲軍聯手擊退了蘇軍第一坦克集團軍及近衛第二、第五坦克軍，迫使蘇軍後退並重整防線。同時肯夫兵團也打通一條進路，鞏固了第四裝甲集團軍的右側翼。