Opätovne doplnené a zreorganizované divízie 4. tankovej armády a operačná skupina „Kempf“ sa 10. a 11. júla pokúšali preniknúť ku Kursku okľukou a zmenili smer útoku na dedinu Prochorovka. Postup sa nedaril a tak sem nemecké velenie zasadilo najlepšie tankové divízie, aké momentálne malo: „Das Reich“, „Totenkopf“ a „Adolf Hitler“, elita tankového zboru SS plus hlavné sily 3. tankového zboru. Tak vzniklo nové, veľmi silné tankové zoskupenie so značným počtom tankov typu „Tiger“ a samohybných diel Ferdinand.
Aj 12. júla nemecké tankové vojsko zvyšovalo silu svojho úderu, dralo sa vpred, no začínalo byť očividné, že dochádza ku kríze. Boli to posledné pokusy hitlerovského velenia vyhrať tretí letný útok a opätovne získať strategickú iniciatívu. Schyľovalo sa k udalosti, ktorá trvala iba niekoľko hodín, ale do dejín svetovej vojny vošla ako jedinečná a neopakovateľná.
Voronežský front posilnený strategickými zálohami dostal úlohu zasadiť mohutný protiúder a rozdrviť zoskupenie nemeckých vojsk, ktoré sa vklinilo do obrany. Hlavný úder z priestoru dediny Prochorovka mala zasadiť 5. gardová tanková armáda generála P. A. Rotmistrova a časť 5. gardovej armády generála A. S. Žadova. Ďalej na východ bol pripravený útok troch streleckých divízií 7. gardovej armády generála M. S. Šumlinova. „Pri vstupe do operácie“ uvádza G. K. Žukov, „mala 5. gardová tanková armáda asi 800 tankov T 34 a samohybných diel. Celkove mal nepriateľ na obojanskom a prochorovskom smere približne rovnaké množstvo tankov, ale bojový duch jeho vojska bol už zlomený v predchádzajúcich bojoch s vojskom 6. gardovej armády, 1. tankovej armády a 7. gardovej armády.“
12. júla o 8:30 hod. po 15 minútovej delostreleckej príprave vyrazili do útoku zväzky 5. gardovej a 5. gardovej tankovej armády. Rotmistrovova gardová tanková armáda v tankovej bitke, ktorá sa vzápätí odohrala, zohrala hlavnú úlohu: útočila v dvoch sledoch a aj dvoch priestoroch. Prochorovka bola v troskách, pre tankový boj aj tak nevýhodná. Obe strany sa jej vyhýbali: boj sa rozpútal západne a južne od dediny. Na západ od Prochorovky bojovali hlavne sily armády vedenej zástupcom veliteľa generála Rotmistrova, južne od Prochorovky dve mechanizované brigády, tanková brigáda a tankový pluk pod velením zástupcu veliteľa armády generála K. G. Trufanova. Tankovej bitky pri Prochorovke sa na oboch stranách zúčastnilo naraz 1 200 tankov a samohybných diel.