雖然蘇軍防禦的十分嚴密。但是德軍仍然攻擊的十分猛烈。而他們猛烈的進攻終於起到了很好的效果。直到激戰一個半小時後，德軍才開始以絕對裝甲優勢衝破紅軍的防禦。在進攻德軍右翼，第20裝甲師（73輛可動坦克，30門自行火炮）和第6步兵師（加強有第515「虎」式重型坦克營），分別從西面和東面，以上百輛坦克的密集隊形衝擊蘇第15步兵師防線。上午9點，第20裝甲師終於取得了突破，得以向前推進了5公里。該師為此付出了沉重代價，可動坦克數從73輛減少到了第二天的50輛。德第6步兵師也在20-30輛「虎」的配合下攻入蘇軍陣地。由於2個德國師在兩翼的突破，蘇第15步兵師面臨被包圍的威脅。5日下午，第15步兵師被迫撤退，結果在德軍的追擊下受到很大損失，其第676團一度被包圍，經苦戰後突圍。
蘇第15步兵師撤退的同時，位於其左翼的第70集團軍第132步兵師側翼暴露，也被迫後撤。當面德軍第7、31步兵師趁機滲入第70集團軍右翼4-5公里。在進攻德軍左翼，德第292、86步兵師，以第653、654營90多輛「犀角」為前導，不斷衝擊紅軍第81步兵師陣地。儘管「犀角」這種用虎式坦克的底盤製造的重型突擊炮。在紅軍雷場中舉步維艱，但還是憑借前150毫米的厚實裝甲和超長的71倍88炮向前緩慢推進。尤其是在紅軍第81步兵師右翼，德第86步兵師在第1裝甲師的1個團、「犀角」和第216突擊坦克營「灰熊」地支援下，沿鐵道撲向波內裡。值得一提的是，德軍第86步兵師師長魏德林中將（這位中將在歷史上的1945年擔任了最後一任柏林衛戍司令，成為第三帝國滅亡的直接見證者。但在現在地這個歷史。1942年6月1日，魏德林卻還在蘇聯國土內的庫爾斯克突出部，並指揮部隊逼近波內裡。）為了阻止魏德林，紅軍第13集團軍司令普霍夫向第81師增援了第129坦克旅（65輛坦克）和第1442自行火炮團（16輛）。另外。他把第74步兵師派往德軍第86步兵師東側，準備以該師和第27近衛坦克團（2輛KV）切斷衝入蘇軍陣地的德軍側翼。中央方面軍司令部也把第1、13反坦克旅，和第21迫擊炮旅，總計10個炮兵團增援給第13集團軍。
在新增坦克部隊配合下，紅軍第81師當天擊退了德軍的4次進攻。9時30分，蘇聯飛機也終於姍姍來遲的出現在戰場上。第6殲擊航空兵軍和第1近衛殲擊航空兵師的戰鬥機開始攔截德國轟炸機群，近衛第53強擊航空兵團也以6-8機編隊攻擊德國坦克，並首次使用了1斤的空心裝藥炸彈（據稱可以擊穿60毫米裝甲）。1架伊爾-2能夠攜帶144枚這樣的炸彈。1個大隊可以形成150x150米範圍地稠密殺傷區。在方面軍司令羅科索夫斯基的命令下，共有350架飛機（200架戰鬥機，150架轟炸機）飛赴第13集團軍上空支援。德第6步兵師師長驚呼：「俄國人使用的飛機數量在東部戰場前所未見！」
但在庫爾斯克北部空域。德國人依然掌握著制空權。德軍第1航空師當天出動了2088個架次，遠遠超過蘇聯空軍第16集團軍地1232架次。而且因為蘇聯預警工作太差，飛行員又迷戀於和德國戰鬥機纏鬥，以至於德國轟炸機可以輕易闖入紅軍陣地實施轟炸，造成了巨大損失。
在地面戰鬥中，蘇聯的T-3也根本無力對抗德國的虎式重型坦克。也無法對付老虎的一母同胞兄弟「犀角」重型突擊炮，對方卻可以在3000米以上距離輕易摧毀蘇聯坦克。面對這種幾乎無法擊穿的鋼鐵怪物，蘇聯人受到了很大刺激，以至於一度把所有的德國自行火炮都當成「犀角」：恰如會把四號坦克當成「虎」一樣。由於眾寡懸殊，紅軍第81師終於在德軍第5次攻擊下向後退卻。
截至1日的日終時分。德第9集團軍在蘇第13和70集團軍之間15公里正面取得突破，並在第13集團軍防線內推進了6-8公里，逼近奧利霍瓦特卡以北15公里處的蘇軍第二防禦地帶。為此德國人付出了沉重的代價。根據莫德爾上報的不完全統計，第9集團軍當天戰鬥傷亡達7223人，相當他全部「戰鬥力量」地1/10。對莫德爾來說。以如此巨大的損失所換取來的勝利並不顯著。
當莫德爾攻打庫爾斯克北部的同時，曼施坦因也在突出部南面發起了進攻。
突出部南部從科列涅沃到沃爾昌斯克，長達244公里。德軍在此展開了第2集團軍第7軍，第4裝甲集團軍，「肯普夫」戰役集群主力。其中除了第7軍外。其餘都隸屬於曼施坦因的南方集團軍群。當面是紅軍沃羅涅日方面軍。司令是曼施坦因地老對手瓦圖京。
而雙方具體對峙態勢如下：突出部南部正面（西側），德第7軍（黑爾炮兵上將。4個完整師。1個殘缺師）對峙紅軍第38集團軍（奇比索夫，莫斯卡連科）。突出部南部側面（南側），雙方展開了主力。曼施坦因部署了第1裝甲集團軍和「肯普夫」戰役集群的2個軍。蘇軍部署了第40集團軍（莫斯卡連科），第6、近衛集團軍（奇斯佳科夫和舒米洛夫）。德軍總計集中了33萬人，1508輛坦克強擊火炮和211輛自行火炮；而紅軍只有23350人，638輛坦克自行火炮。
從總的來看，曼施坦因無論兵力還是坦克都要多於莫德爾，所面臨的紅軍兵力又相對較少，因此能夠在主戰區獲得較大優勢。而且和莫德爾所不同的是，曼施坦因在戰區內幾乎沒有二線師和預備隊，而把全部力量都壓到了第一線。曼施坦因地總預備隊第24裝甲軍（內林將軍指揮）和第198步兵師，則部署在與「肯普夫」戰役集群毗鄰地第1裝甲集團軍內待機而動。和擺出孤注一擲架勢的曼施坦因相比，蘇軍地防禦部隊卻部署在70公里縱深內，因此第一線兵力劣勢顯著。
曼施坦因不僅佔據相當優勢，而且通過長期偵察，對當面紅軍的陣地配置和地形也幾乎瞭如指掌。他部下眾多參加過哈爾科夫反擊的老兵，士氣更是特別高漲。希特勒也對曼施坦因的精銳部隊充滿信心，戰役前還特別安排他們在土耳其軍事代表團面前展示「軍威」！
而曼施坦因的對手瓦圖京所面臨的困難自然也要比莫德爾的對手科涅夫和羅科羅索夫斯基更大。首先拋開實力對比不談，要正確的判斷曼施坦因的主攻方向就不是一件容易的事情：和莫德爾只有一個突擊集團相比，曼施坦因卻擁有2個突擊集團：位於別爾哥羅德西面的第4裝甲集團軍，可能由南向北殺向奧博揚；而別爾哥羅德及其南面的「肯普夫」戰役集群，則可能由西向東北衝向科羅恰，或者進攻南面的沃爾昌斯克。而且更加麻煩的是，瓦圖京還要注意在上面德國第四集團軍和第四裝甲集團軍的部隊。因為這兩個重兵集團隨時可能會南下加入到戰場當中來。而為了干擾紅軍的判斷，德國人還在沃爾昌斯克發出大量假的無線電信號，並進行了偽裝車輛集結，企圖吸引紅軍的注意力。
不過瓦圖京並沒有上當，經過周密的偵查。他還是迅速的判斷出了德軍的主要目標：奧博揚和科羅恰。由於遭到兩個方向威脅，瓦圖京不得不將方面軍重點防區拉長為164公里（第40集團軍、第6、7近衛集團軍防線）。在第二梯隊配置上，瓦圖京也是將第69集團軍（52000人）部署在第6、7近衛集團軍結合部。第1坦克集團軍（4萬人，646輛坦克自行火炮）則被集中在第6近衛集團軍後方，以掩護奧博揚。畢竟經過該地的交通線，是通向庫爾斯克的捷徑。
而事實上，曼施坦因的首要目標正是奧博揚。為此他部署了最為強大的克萊斯特大將的第1裝甲集團軍。而對科羅恰實施輔助攻勢的任務，則交給了肯普夫的戰役集群。
從6月1日晨3時開始，庫爾斯克南部陸續遭到德軍的局部進攻、炮擊和空襲。為了支援曼施坦因的攻勢，德國空軍相當賣力。第8航空軍當天出動了2387個架次。相比之下，蘇聯第2、17空軍集團軍只出動了1720個架次，另有171個夜間架次，而且其中大量出動是為了襲擊德國機場，對紅軍地面部隊的掩護則是漏洞百出。面對德國空軍的高強度空中出擊，蘇聯人自己也意識到，他們對德軍機場的襲擊效果非常微弱。
到了上午的6時整，曼施泰因元帥所率領的南方集團軍群在第8航空軍配合下，已經展開全面攻擊。