雖然俄國的媒體吹的噹噹響，但是實際上，到了7月6日，俄軍的部隊還沒有拿下別爾哥羅德，更不用談在別爾哥羅德後方的奧廖爾了。從7月5日到7月日，蘇軍的部隊和德軍剛剛趕來增援的古德裡安的第二裝甲集團軍部隊在別爾哥羅德地區展開了連番的血戰，
為了阻止蘇軍的前進。古德裡安將自己麾下的第5裝甲師、第12裝甲師投入到了作戰當中。這兩個師擁有315輛坦克。其中包括14輛虎式重型坦克、通過猛烈的反擊。這兩個是將紅軍的突擊坦克部隊的先鋒切斷。然後擊潰了其大部。
面對第二裝甲集團軍咄咄逼人的攻擊。蘇軍轉換了攻擊的箭頭。7月7日14時30分剛剛擔任蘇軍第1突擊戰鬥集群的巴格拉米揚中將把自己手中的第1機械化軍投入戰鬥（下轄三個坦克旅，只有80輛坦克）。連同已經被打得半殘的坦克第五軍。蘇聯人會和了300多輛坦克。開始向別而哥羅德的右翼發動攻擊。
雖然巴格拉米揚的如意算盤打得很響。但是他們這個調動四號沒能瞞過德國人的眼睛。因為在此之前德國的帝國保安總局就已經破譯了蘇軍的密碼。蘇軍的頻繁的發給自己部隊的無線電命令被德國人悉數破譯。在加上空中和地面滲透獲得的情報。以及俄國戰俘和逃兵的口供都暴露了巴格拉米揚地進攻企圖。根據這些情報。古德裡安迅速地將他手中掌握的德軍第35軍派了出去。
第35軍是一直奧地利軍人組成的部隊，這支部隊在德奧合併之前一直是奧地利的國防軍的精銳部隊。而他們地指揮官也是奧地利人。著名的洛塔爾倫杜利克將軍。這位曾經在奧匈帝國當過兵，並且一直擔任奧地利軍隊高層指揮官的將領還擁有心理學博士的學位。而他出名的原因在於。這位將軍在進攻的時候表現的並不是十分地積極。但是在防守地時候他絕對是一名超級悍將。（倫杜利克在戰爭的後期長期擔任南方集團軍群司令的這個職務。他的防守異常的強悍所以和莫德爾、海因裡希並成為德國陸軍的防守三傑。）
現在這位將軍的手中擁有4個步兵師（不含預備隊）的兵力。面對蘇軍咄咄逼人的攻擊態勢。倫杜利克審時度勢。他將兵力按照梯次縱深配置。在第一線共部署了24個步兵營。42個炮兵連。連同直屬炮兵，一共擁有中重型野戰炮192門。組成了一道堅固地防線。反坦克火力方面，除了制式37-75毫米反坦克炮外，還得到48門88毫米高射炮的支援。第655營的1個營胡蜂重型坦克殲擊車（安裝超長71倍徑88毫米炮的四號坦克。這種坦克是敞篷的，十分地脆弱）和剛剛從法國整訓完畢地第715營的「犀角」重型坦克殲擊車部隊也被用來支援第35軍。這些部隊部署在大約140公里正面上。為了重創紅軍進攻部隊。倫杜利克決心最大限度集中兵力和火力。他在蘇聯可能進攻地諾沃西利約1公里地段，集中了6個步兵營，18個炮兵連，48門88毫米高射炮。而其餘130公里則僅僅部署了剩下的18個步兵營、24個炮兵連和24門88炮。
按照倫杜利克的設想。第35軍的防禦陣地由一個完整綿亙的塹壕體系構成。包括兩道防線，即沿祖沙河的第一道防線和後方300米的第二道防線。直射距離達1000米的反坦克炮和火炮被配置在縱深，每個炮兵陣地周圍都敷設了大量鐵絲網和地雷，防禦相當堅固。在做好了一切準備後。倫杜利克依然頗為緊張。因為勝負全部寄托於他對紅軍進攻方向的判斷上。一旦有誤，德軍將全盤皆輸。但在7月7日清晨，紅軍果然向他估計的地區實施了猛烈的轟擊。
根據新戰術，為了摸清德軍的真實前沿位置，蘇軍加強營在10分鐘火力急襲掩護下實施了戰場偵察。大部分紅軍火炮在進攻前兩個晝夜已經進入發射陣地，直瞄火炮則在進攻前夕進
1942年7月7日晨，根據前一天的最後偵察結果，紅軍開始為實施庫圖佐夫戰役進行火力準備。布良斯克方面軍第3、63集團軍從2時開始動用4000門火炮迫擊炮；西方方面軍左翼則從3時20分開始炮擊。兇猛的炮擊持續了2小時40分鐘。6-7架一群的蘇聯強擊機也從空中對德軍陣地實施壓制！
6時零5分，蘇西方方面軍和布良斯克方面軍發起攻擊。在炮火準備結束前20分鐘。蘇軍坦克和步兵就開始向前運動。衝擊開始後，隨著紅軍步兵距離敵方塹壕越來越近，炮兵也不斷加快射擊速度，以徐進彈幕射擊護送步兵衝鋒。蘇聯人指望通過這種方式，使德國人無法判斷紅軍炮火準備的結束時間。因而不能及時從掩體內爬出來迎擊紅軍步兵。使蘇軍可以突然衝入德軍塹壕。此後這種戰術在朱可夫的建議下，開始在蘇軍步兵和炮兵團中普及。
通過新戰術。西方方面軍在奧廖爾北部的進攻最初頗為順利。主攻的巴格拉米揚第11近衛集團軍以6個近衛步兵師，3個坦克旅、2個坦克團組成第一進攻梯隊，攻擊德軍第211、293步兵師防守的14-16公里正面，很快就擊潰了對手的2個步兵團並取得突破。下午，第11近衛集團軍第二梯隊（4個步兵師，1個坦克旅）開始擴大突破口。而第1、5坦克軍也向前移動，準備投入戰鬥。傍晚，第5坦克軍（184輛坦克和自行火炮）進入突破口，很快就推進了10公里。接著，蘇軍第3、63集團軍的6個步兵師渡過祖沙河，向德第56、262步兵師發起進攻！雖然進攻方向不出倫杜利克所料，但紅軍進攻隊形的密集依然令德國人震驚！
但這密集的紅軍隊形一發起衝擊，就陷入德軍約70門105-150榴彈炮集中射擊形成的巨大火網！德軍的步兵炮、迫擊炮和所有機槍步槍也相繼吼叫起來！可是紅軍卻不顧重大傷亡，繼續衝擊並成功地建立了登陸場。此後，蘇聯工兵頂著德軍兇猛火力，在6小時內架起了渡橋。
下午，紅軍重型坦克在幾乎沒有步兵支援的情況下渡河猛衝過來，插入德軍步兵陣地，並以炮火擊毀了縱深內的3門88毫米炮。但德軍剩下的21門88毫米炮，還有遍地的雷場，把這60輛KV-1重型坦克逐個打癱炸癱！經過一天惡戰，紅軍以重大代價奪佔了德軍第一道塹壕。
巴格拉米揚在自己給斯大林的電報中這樣寫到：「總司令已經不懷疑粉碎葉列茨集團的戰役正接近尾聲，他已向西看得更遠了。他力圖用西南方面軍北翼軍隊新的推進來支援西方面軍在莫斯科附近順利發展的反攻。一句話，我們要在還沒有肅清被圍敵軍集團時就開始準備新的進攻。可是被圍敵軍部隊卻繼續不斷地提醒人們注意它們。各騎兵和坦克師正發揮驚人的堅定精神，抗擊向西突圍的法西斯軍隊的衝擊，這些師繼續抱怨彈藥和油料奇缺。升空的飛機不顧惡劣天氣給它們運去的物資，渺如滄海一粟。而德軍頭目深知我騎兵處境困難，不斷將所屬部隊投入新的衝擊。敵人為求突圍，什麼詭計都用過了。例如，在達維多沃村以南，法西斯步兵驅趕一群婦女、兒童走在自己前面。我軍只好放這一縱隊過去，因為和平居民可能在對射中蒙難。可是法西斯分子沒走出多遠。騎兵乘馬突然向他們衝擊，用馬刀進行砍殺。為了給自己絕望的士兵打氣，德軍飛機在合圍地域上空投撒了傳單，上寫：「堅持住。正在援救。」我得知這張傳單的內容後，責成卡明斯基上校通過空中偵察核實一下，有哪些兵力、從何處開來援救被圍敵軍。可是援兵一直未到。
於是，被困在口袋裡的希特勒分子便決定最後嘗試一下。他們重新拼湊了一個突擊集團，由步兵第134師師長科亨豪森將軍率領，從羅索什諾耶國營農場向克裡韋茨方向突圍。我騎兵雖然不得不珍惜每一顆子彈，但寸步不移，並實施迅猛反衝擊驅散了敵軍。科亨豪森將軍被擊斃。被圍敵軍亂作一團。他們由一個村莊跑到另一個村莊，活像關在捕鼠器裡的大老鼠……」
但是巴格拉米揚的吹噓並沒有根據。因為在7日的夜間，倫杜利克投入了預備隊第36步兵師！第二天，紅軍也把第二梯隊步兵師投入進攻。中午，第1近衛坦克軍進入突破口。但德軍增援的第8、2裝甲師也在13-14日夜間抵達。前者是陸軍總司令部預備隊，後者則來自莫德爾的第9集團軍。經過激烈的坦克戰，紅軍的推進速度開始下降。靠著強大援兵的支援，倫杜利克得以遲滯當面紅軍。