Больше всего НКВД привлекла информация о расположении немецких эскадрилий перед сражением. Опасаясь, что немецкое наступление начнется буквально 10 мая (хотя на самом деле оно началось лишь 5 июля), советское командование 6 мая нанесло по семнадцати немецким аэродромам в полосе протяженностью 1200 километров от Смоленска до Азовского моря предупредительный бомбовый удар, подготовленный в режиме чрезвычайной секретности. Цели были выбраны с использованием полученной от Кэрнкросса информации. Многие немецкие самолеты были повреждены на земле. Массированные удары по немецким аэродромам были проведены также 7 и 8 мая, хотя элемент неожиданности, присутствовавший 6 мая, был утрачен. Эта серия из трех массированных бомбовых ударов была крупнейшей операцией советской авиации во второй мировой войне. Совершено тысяча четыреста самолето-вылетов, уничтожено 500 немецких самолетов. Потери русских составили 122 самолета. Горский передал Кэрнкроссу особую благодарность Москвы за поставленную им информацию. К этому времени, однако, сложности передачи информации Ультра из Блечли в Лондон та. к возросли, что Кэрнкросс уже не мог их преодолевать. Накануне Курской битвы Кэрнкросс, несмотря на требования Горского оставаться в ШШПС, принял предложение СИС, где работал вначале в немецкой службе Отдела V, а затем в Отделе I (политическая разведка).
На защиту Курского выступа Красная Армия направила почти 40 процентов живой силы и техники. Разгром русских войск под Курском был для Гитлера последней возможностью компенсировать сталинградскую катастрофу. Красная Армия одержала победу под Сталинградом, несмотря на ошибки военной разведки. Под Курском хорошо поставленная разведка внесла основной вклад в победу. 8 апреля 1943 года заместитель Верховного Главнокомандующего маршал Жуков направил Сталину доклад, в котором правильно предсказал возможность осуществления немцами действий, направленных на охват Курского выступа с севера и юга с одновременным ударом с Запада с целью разделения двух группировок Красной Армии, защищающих выступ. И тогда и после Сталин и Ставка не имели информации о возможной дате начала фашистского наступления. Даже Гитлер постоянно менял свое мнение. С 3 мая, выбранного первоначально фюрером, наступление переносилось на 12 июня, затем на 3 июля и, наконец, на 5 июля. При всем значении информации Ультра (поступающей как официально через британскую миссию, так и через агентов НКВД в Англии) для победы под Курском, следует отметить, что после Сталинграда значительно улучшилась и работа советской военной разведки по сбору и обработке сведений.
Одно время считалось, что перед Курской битвой и во время нее наиболее важные разведданные Сталин и Ставка получали от группы Люси из Швейцарии. Люси (Рудольф Рёсслер), несомненно, поставлял ценную стратегическую информацию вплоть до своего ареста весной 1944 года. 22 февраля 1944 года руководство ГРУ радировало: «Передайте Люси нашу благодарность за хорошую работу. Последнее сообщение было важным и ценным.» ГРУ постоянно информировало наемника Рёсслера (чье настоящее имя ГРУ известно не было), что он получит деньги, которые требует. В ноябре 1943 года ГРУ отправило радиограмму: «Передайте, пожалуйста, Люси от нашего имени, что… работа его группы будет оплачена в соответствии с его требованиями. Мы готовы достойно отблагодарить его за передаваемые сведения.» Теперь, однако, ясно, что Люси не передавал самой важной информации о Курске. В конце апреля ГРУ все еще пыталось выявить настоящее имя Люси и его источников. 23 апреля в обход Радо — лидера «Красной тройки» — ГРУ вышло на одного из его подчиненных в напрасной попытке узнать, кто такой Люси. Важнейший источник Люси — Вертер — также допустил несколько ошибок. Так, 23 июня он предположил, что ввиду нарастающей мощи Красной Армии операция «Цитадель» будет отменена.
Одной из причин перемен в советской военной разведке весной 1943 года было улучшение перехвата. С самого начала войны исследовательский отдел Пятого управления ИНУ и, без сомнения, криптологи ГРУ бились над расшифровкой машинных шифров «Энигмы». Это была чрезвычайно сложная задача. Немецкие армия, авиация, флот, другие организации — все пользовались «Энигмой» для создания своих собственных шифров и применяли различные ключи для различных целей, в разных местах. Начиная с 1941 года одновременно в работе было не менее 50 ключей, причем все они ежедневно менялись. Даже расшифровав машинный шифр, нужно было быстро найти ключ, если перехваченный материал имел оперативное значение. В Блечли, продолжая более раннюю работу польских специалистов, сумели расшифровать все основные разновидности шифров «Энигмы» с 1940 по 1942 год и разработать методы определения ежедневных ключей. Это, пожалуй, было одним из крупнейших достижений разведки за годы войны. НКВД узнал об этом успехе от Кэрнкросса и менее подробно — от Лонга, Бланта и Филби. НКВД помогло и то, что им удалось захватить несколько шифровальных машин «Энигма» и шифровальные материалы. Это произошло, по-видимому, в декабре 1941 года, когда Вторая немецкая армия потеряла несколько машин. Больше всего было захвачено, конечно, под Сталинградом.
В окруженных под Сталинградом немецких войсках было как минимум двадцать шесть шифровальных машин «Энигма», а в условиях окружения многие из них уничтожить было невозможно.