На изготовившиеся к наступлению вражеские войска, на их батареи обрушился огонь свыше 500 орудий, 460 минометов и 100 реактивных установок М-13. В результате противник понес большие потери, особенно в артиллерии, нарушилась его система управления войсками.
Немецко-фашистские части были застигнуты врасплох. Противник решил, что советская сторона сама перешла в наступление. Это, естественно, спутало его планы, внесло растерянность в ряды немецких солдат. Врагу потребовалось около двух часов, чтобы привести в порядок свои войска. Только в 4 часа 30 минут он смог начать артиллерийскую подготовку. Началась она ослабленными силами и неорганизованно».
В последнем Константин Константинович немного ошибся. Немцы задержались с артподготовкой и наступлением потому, что приняли советскую контрподготовку за артподготовку перед наступлением и готовились это наступление отразить. Только убедившись в том, что Красная армия в этот день наступать не собиралась, немецкое командование начало осуществление операции «Цитадель». Главный удар противник наносил в направлении на Курск на фронте 13-й армии и правого фланга 70-й армии.
Вот как Рокоссовский описал первый день сражения:
«Попадая на наши минные поля, вражеские танки подрывались один за другим. Идущие за ними машины по их следам продолжали преодолевать заминированные участки. „Тигры“ и „Фердинанды“ своим огнем прикрывали действия средних танков и пехоты.
Атакованные этой стальной лавиной, наши войска самоотверженно сражались, используя все средства поражения врага.
Против танков применялись и 45-миллиметровые пушки. Броню „тигров“ они пробить не могли. Стреляли с близкого расстояния по гусеницам. Саперы и пехотинцы под ураганным огнем подбирались к остановившимся вражеским машинам, подкладывали под них мины, забрасывали гранатами и бутылками с зажигательной смесью. Стрелковые подразделения в это время своим огнем отсекали следовавшую за танками пехоту и контратаками истребляли ее. Четыре ожесточенные атаки были успешно отбиты воинами 13-й армии, и только в результате пятой атаки, когда противник ввел свежие силы, ему удалось ворваться в расположение 81-й и 15-й стрелковых дивизий. Наступило время поддержать эти соединения авиацией. Командующему 16-й воздушной армией был отдан приказ нанести удар по прорвавшемуся противнику. Руденко поднял в воздух более 200 истребителей и 150 бомбардировщиков. Их удары замедлили темп наступления гитлеровцев на этом участке, что позволило перебросить сюда 17-й стрелковый корпус, две истребительно-противотанковые и одну минометную бригады. Этими силами удалось задержать продвижение врага».
Однако контрудар 17-го гвардейского стрелкового и 16-го танкового корпусов на рассвете 6 июля не оправдал ожиданий. Немцы, наносившие главный удар на Ольховатку, ввели в бой свежие силы и отразили его. Ставка сначала передала Рокоссовскому 27-ю армию генерала С. Г. Трофименко, но тут же отменила свое решение, передав ее Воронежскому фронту, где складывалась угрожающая обстановка. Рокоссовскому пришлось перебросить к Курску фронтовые резервы — одну дивизию из неатакованной 60-й армии и 9-й танковый корпус. Им пришлось бы отражать удар с юга, если бы немцы прорвались через боевые порядки Воронежского фронта. Но Рокоссовский знал, что за Ватутиным стоит Степной фронт Конева, и поэтому не очень верил, что дело дойдет до окружения войск Центрального фронта.
Уже 5 июля Рокоссовский бросил на поддержку армии Пухова, по которой, как и ожидалось, пришелся главный удар, 350 самолетов 16-й воздушной армии, а также две истребительно-противотанковые бригады, одну артиллерийскую и одну минометную бригаду. 7 июля командующему Центральным фронтом пришлось ввести в бой 2-ю танковую армию. Она понесла большие потери, но смогла затормозить немецкое продвижение. В этот день противник смог захватить высоты к западу от Ольховатки. 8 июля Рокоссовский использовал свой последний резерв — 9-й танковый корпус генерала С. И. Богданова. Вместе с 3-й истребительно-противотанковой бригадой полковника В. Н. Рукосуева они отразили удар противника в стык 13-й и 70-й армий. Рокоссовский изъял также два танковых полка и 181-ю стрелковую дивизию из 65-й армии, чтобы укрепить угрожаемый стык между 13-й и 70-й армиями.
Лишь на одном участке — севернее Ольховатки — немецкие части к 11 июля вклинились во вторую полосу обороны Центрального фронта. В этот день они перешли к обороне, так как на Западном и Брянском фронтах началась разведка боем, которую противник счел началом большого советского наступления на Орловский плацдарм, которое и последовало 12 июля. К исходу 8 июля войска Моделя потеряли уже 10 тысяч человек, но существенных успехов не достигли. Немцам удалось продвинуться всего на 6–12 километров.