Обергруппенфюрер СС Пауль Хауссер и начальник штаба 2-го танкового корпуса СС штандартенфюрер СС Вернер Остендорф (Werner Ostendorrf) составили план наступательных действий, предполагавший добиться прорыва главной полосы обороны противника на участке его 52-й стрелковой дивизии, через который провести боевые группы дивизии лейбштандарт СС «Адольф Гитлер» для наступления сначала в направлении Выковки (на глубину около 14 км), затем на Яковлево (на глубину около 20 км), а потом захватить мосты и переправы через реку Псел в 10 км севернее этого населенного пункта. Данный план показывает, что командование эсэсовского корпуса стремилось за первый же день наступления полностью преодолеть армейскую полосу обороны Воронежского фронта — разведывательным подразделениям было указано достичь рубежей в 9 км к северу от Прохоровки. Для решения поставленных задач три танковогренадерские дивизии СС и приданный в качестве усиления 315-й гренадерский полк 167-й пехотной дивизии, действовавший на левом фланге корпуса, нанесли ряд последовательных мощных ударов с целью взломать советскую оборону.
Дивизия лейбштандарт СС «Адольф Гитлер», которой с 4 июля командовал 35-летний оберфюрер СС Теодор (Тедди) Виш (Teodor Wisch), атаковала на направлении главного удара эсэсовского корпуса, поэтому ее усилили полковой группой 167-й пехотной дивизии, а вся дивизионная и корпусная артиллерия и основные подразделения обеспечения были сосредоточены так, чтобы организовать наиболее эффективную поддержку именно этому соединению. Наступательной боевой порядок дивизии состоял из трех эшелонов. В первый входили три ударные тактические группы, основу каждой из которых составлял моторизованный пехотный (панцер-гренадерский) полк (на левом фланге — полковая группа 315-го гренадерского полка), усиленный отдельными батареями штурмовых и самоходных истребительно-противотанковых орудий, реактивных минометов, полевой и зенитной артиллерии, саперными ротами. Ударной боевой группе, действующей в центре боевого порядка, была придана дивизионная рота танков «Тигр». Тактическая группа развития успеха была образована на основе танкового полка, поддерживаемого пехотным батальоном на бронетранспортерах, артиллерийским дивизионом, батареей самоходных истребительно-противотанковых орудий и батареей легких зенитных орудий. Группа резерва включала танковый разведывательный батальон дивизии, саперный батальон и батарею истребительно-противотанкового дивизиона.
Дивизии «Рейх» и «Мертвая голова», игравшие вспомогательную роль в наступлении, развернулись уступом вправо от дивизии лейбштандарт СС «Адольф Гитлер» и также глубоко эшелонировали свои боевые порядки, выделив в первый эшелон тактические ударные группы, во второй — группы развития успеха, а в третий — группы резерва. Ударные группы этих соединений состояли из моторизованного пехотного полка (за исключением одного батальона на бронетранспортерах), саперной роты, нескольких батарей штурмовых орудий и дивизионной роты танков «Тигр». Тактические группы развития успеха, в задачу которых входило войти в прорыв первой линии и двигаться в глубину советской обороны, составляли танковый полк соответствующей дивизии, пехотный батальон на бронетранспортерах, дивизион самоходной артиллерии и саперная рота. В группы резерва в обеих дивизиях входили второй моторизованный пехотный полк, истребительно-противотанковый дивизион, танковый разведывательный батальон и оставшиеся подразделения саперного батальона. В задачу группы развития успеха дивизии «Рейх» входило продвижение на северо-запад, в направлении Выковки, чтобы в случае необходимости оказать здесь поддержку дивизии лейбштандарт СС «Адольф Гитлер». Группа развития успеха дивизии «Мертвая голова», согласно оперативному плану, могла быть направлена в полосу дивизии «Рейх».