蘇軍這兩次空中進攻戰役，使德軍航空力量受到一定程度的削弱，改善了空中力量對比，為即將打響的大決戰創造了良好條件。
在庫爾斯克南，德軍的實力也不弱。在那裏，主攻的第4裝甲軍團由霍斯指揮，轄有5個裝甲師、1個機機械化師及5個步兵師。右側是肯夫指揮的肯夫軍團，包含3個裝甲師及3個步兵師，士兵總數也有20萬之眾，擁有坦克1500輛。
加上全線的防禦及支援兵力，德軍在庫爾斯克一共投入了90萬名士兵、2700輛坦克、2000多架飛機以及1萬門火炮。其全部兵力占德軍總兵力的1/3強。
當大進攻進入倒計時階段時，雙方的空軍都加緊展開了偵察工作。7月2日，希特勒在東普魯士的總統大本營中召見德軍的高級將領及主要的前線指揮官。由於德軍攻勢延後，偵察得到的種種跡象都顯示蘇軍已經增強了兵力，德軍已經不可能再有奇襲的優勢。曼斯坦因最初原本傾向“後攻”方案，後來雖然勉強同意采取“先攻”，但拖到此時，情勢已經改觀了。在一番分析比較後，希特勒最後下令：7月5日淩晨3時30分展開強擊。
蘇軍代理最高指揮官朱可夫及參謀總長瓦西列夫斯基在綜合各項偵察情報後，於7月2日對各地守軍提出警告。他指出德軍可能在7月3日至6日展開攻擊，要求各地軍隊嚴加戒備。
到了7月4日晚上，蘇聯中央方麵軍的偵察部隊發現前線的德軍工兵正在清除前線的地雷帶，便派兵追殲。雙方發生小規模的衝突後，蘇軍帶回一名德軍俘虜。該俘虜屬於德軍第6步兵師的工兵營，他透露說：德國將於翌日淩晨3時30分發動攻擊，各部隊已進入戰鬥位置等等。有了這些情報後，蘇軍將領們對戰局更加有把握了。
7月5日淩晨3時25分，就在德軍準備猛攻之際，一顆顆重型炮彈突然從天而降，砸向德軍陣地。緊接著，蘇聯空軍也一齊衝向德軍前線機場，隻幾分鍾便炸毀德機60餘架。幸虧一些德戰鬥機部隊反應敏捷，緊急升空，遏製了蘇機的攻勢，停放在各機場上的大批轟炸機才未遭到更大損失。但它們發起進攻的時間卻被迫推遲。早上5時30分，穩住陣腳的德軍才分別從北麵的奧寥爾和南麵的別耳哥羅德發起了南北對進攻勢，早有防備的蘇軍地麵部隊立即展開了頑強阻擊。
德國空軍為了給接下來的坦克部隊前進鋪平道路，在南北兩路的進攻方向上均投入了大量轟炸機、俯衝轟炸機和強擊機。同時還派出大批戰鬥機為轟炸機和地麵部隊提供空中掩護。蘇聯空軍也針鋒相對，派出大批殲擊機爭奪製空權，攔截來襲之敵，同時以轟炸機、強擊機猛轟敵地麵部隊。雙方在地麵戰場均投入了上千輛坦克和自行火炮，雙方空軍均拿出反坦克殺手鐧。蘇軍強擊機配備了一種新式反坦克聚能炸彈，它重約2.5公斤，能擊穿德軍最新型的“虎”式和“豹”式坦克。德軍則使用了兩種專用反坦克攻擊機，一種是改裝了的HS－129Ｂ2強擊機，它發射的穿甲彈由鎢合金包覆彈頭，能穿透數十毫米厚的坦克裝甲；另一種是JU－87Ｇ型飛機，摧毀力更大。這兩種飛機均在1942年下半年研製成功，屬世界第一批專用反坦克攻擊機，德軍用它們組建了若幹個反坦克攻擊大隊，指望它們能在這次行動中一顯身手。
激烈的戰鬥在空中和地麵同時鋪開。雙方的殲擊機與殲擊機之間、殲擊機與轟炸機之間、轟炸機與坦克之間展開了天昏地暗的大混戰。空戰、空襲、反空襲交替進行，直殺得庫爾斯克地域烈焰翻卷不休，濃煙遮天蔽日。
2.地空大決戰
7月12日，德軍南方集團軍對普洛赫洛夫卡發動了總攻擊。如果德軍能順利占領該城，那麼德軍進攻庫爾斯克的取勝把握便會大增。
德國擔任主攻的是豪瑟將軍指揮的第2SS軍團，轄有近700輛坦克。SS是希特勒的私人軍隊，也是希特勒種族優越神話下的產物。加入SS的士兵不僅要有純正的雅利安血統，也要求具備強健的體格。納粹在宣傳上總是將SS塑造成鋼鐵般的勁旅，但實際上SS缺乏有經驗的各級幹部，戰鬥的傷亡率頗高，並不見得比國防軍的精銳部隊高明多少。不過SS的人員及裝備補充都有優先權，編製也比國防軍的部隊大。因而，SS仍稱得上是德軍引以為傲的精銳部隊。