Прохоровское сражение началось 10 июля. К исходу дня немцы захватили важный оборонительный пункт — совхоз «Комсомолец» — и закрепились в районе деревни Красный Октябрь. Всего этого немцам не удалось бы достичь, даже несмотря на ударную мощь своих соединений, если бы не исключительно эффективные действия люфтваффе по поддержке своих войск. Как только позволяла погода, немецкие самолеты буквально «жили» в небе над полем боя: 7—8, а то и 10 боевых вылетов в день были для пилотов не редкостью. Ju-87G с 37-миллиметровыми пушками в подвесных контейнерах буквально терроризировали советских танкистов, нанося им очень большие потери. Не меньше страдали и артиллеристы, тем более что в первую неделю битвы советской авиации никак не удавалось организовать должный отпор люфтваффе.
К исходу 11 июля немцы потеснили советские части в районе хутора Сторожевое и взяли в плотное кольцо части, оборонявшие Андреевку, Васильевку и Михайловку. В этот день совершил свой подвиг взвод противотанковых ружей 284 сп 95-й гвардейской сд под командованием лейтенанта П.И. Шпятного. 9 бронебойщиков вступили в схватку с 7 немецкими танками и все их подбили. Погибли все советские бойцы, а последний вражеский танк взорвал сам тяжело раненный командир взвода, бросившись под него с гранатами.
До самой Прохоровки оставалось всего 2 км без какихлибо серьезных укреплений. Ватутин понимал, что на следующий день, 12 июля, Прохоровка будет взята и немцы повернут на Обоянь, выйдя заодно в тыл 1-й танковой армии. Надеяться можно было только на контрудар армии Ротмистрова, который должен был переломить ситуацию. Танкистов поддерживала 5-я гвардейская армия. Ее командующий генерал Жадов вспоминал: «На организацию контрудара оставалось всего несколько часов светлого времени и короткая летняя ночь. За это время нужно много сделать: принять решение, поставить задачи войскам, провести необходимую перегруппировку частей, расставить артиллерию. Вечером на усиление армии прибыли минометная и гаубичная артбригады, имея крайне ограниченное количество боеприпасов. Танков армия не имела вообще».
Танкисты Ротмистрова также испытывали нехватку боеприпасов. Около полуночи Ватутин изменил время наступления с 10.00 на 8.30, чтобы, по его мнению, упредить немцев. Это решение стало роковым. Пойдя в бой на узком 10-километровом участке, танкисты обнаружили, что атакуют в лоб изготовившуюся тд СС «Лейбштандарт Адольф Гитлер». Немецкие наводчики прекрасно видели советские танки и уже в первые минуты боя на поле заполыхали десятки «тридцатьчетверок» и легких Т-70, которые вообще нельзя было посылать в атаку. На эсэсовцев наступали 18-й и 29-й тк 5-й гвардейской та во взаимодействии с 42-й гвардейской стрелковой и 9-й гвардейской воздушно-десантной дивизиями. Именно бой этих двух корпусов с тд СС «Лейбштандарт Адольф Гитлер» и получил впоследствии название встречного танкового сражения, а место, где он проходил, — «танкового поля».
В атаку на немецкие позиции пошли 190 Т-34, 120 Т-70, 18 английских тяжелых Мк-4 «Черчилль» и 20 САУ. «Лейбштандарт» насчитывал 56 танков
(4 «тигра», 47 Pz. IV, 5 Pz. Ill и 10 CAУ Stug. III).
Начав атаку в 8.30, советские танки только к 12.00 дошли до немецких артиллерийских позиций и за это время подверглись мощному авианалету Ju-87G и «мессершмит-тов-110». В итоге оба корпуса потеряли около 200 танков и САУ, немцы же — в 10 раз меньше. Да и могло ли быть иначе? Командующий Воронежским фронтом бросил 2 танковых корпуса в самоубийственную лобовую атаку не на немецкую пехоту, а на развернутую для атаки тд СС, усиленную артиллерией. Немцы были в очень выгодном положении — они стреляли с места, в полной мере используя прекрасные баллистические качества своих длинноствольных пушек и великолепную оптику прицелов. Находясь под гибельно точным огнем немецкой бронетехники, подвергаясь сильным атакам с воздуха и не имея, в свою очередь, должной поддержки со стороны собственной авиации и артиллерии, советским танкистам приходилось, сцепив зубы, «рвать» дистанцию, чтобы как можно быстрее сблизиться c противником. Танк МК-4 «Черчилль» под командованием лейтенанта Лупахина получил 4 сквозные пробоины, но экипаж продолжал драться, пока не загорелся двигатель. Только после этого экипаж, все члены которого были ранены, покинул танк. Механик-водитель Т-34 181-й тбр Александр Николаев, спасая раненого комбата, на своем поврежденном танке сумел удачно протаранить немецкий танк. Советские танкисты дрались буквально до последнего снаряда, до последнего человека, но чуда не произошло — остатки корпусов откатились на исходные позиции, сумев, правда, затормозить немецкое наступление и заплатив за это невероятную цену.
А все могло быть иначе, если бы Ватутин не перенес время атаки с 10.00 на 8.30. Дело в том, что по плану «Лейбштандарт» должен был начать наступать на наши позиции в 9.10, и в этом случае уже советские танки встречали бы огнем с места немецкие. Во второй половине дня немцы перешли в контратаку, сосредоточив основные усилия севернее Прохоровки, в полосе дивизии «Тотенкопф». Здесь им противостояли около 150 танков из 5-й гвардейской та и 1-й гвардейской та, а также 4 гвардейские стрелковые дивизии 5-й гвардейской армии. Здесь немцев удалось остановить в основном за счет отличных действий противотанковой артиллерии.
«Дас Райх» сражалась с двумя танковыми корпусами 5-й гвардейской та практически с открытым правым флангом, так как 3-й тк опергруппы «Кемпф» так и не смог подойти к Прохо-ровке с юго-востока в установленный срок. Наконец, день 12 июля закончился. Результаты для советской стороны были неутешительны — 5-я гвардейская та согласно журналу боевых действий потеряла в этот день 299 танков и САУ, 2-й ткСС —30.
На следующий день сражение возобновилось, но главные события происходили уже не в районе Прохоровки, а на северном фасе, у Моделя. Командующий 9-й армией собирался еще 12 июля пойти на решительный прорыв в районе села Теплое, но вместо этого был вынужден не только отказаться от наступления, но и снять с фронта мобильные формирования для отражения крупного наступления на Орел, предпринятого войсками Брянского фронта.
Но самое главное заключалось в том, что 13 июля Гитлер вызвал фон Манштейна и фон Клюге в свою Ставку в Восточной Пруссии. Как только фельдмаршалы предстали перед ним, фюрер ошарашил их известием о том, что в связи с удачной высадкой союзников на Сицилии он останавливает «Цитадель» и перебрасывает танковый корпус СС в Италию.
Впрочем, Гитлер разрешил Манштейну, действуя только на южном фасе Курской дуги, постараться максимально обескровить советские войска, но 17 июля приказал ему прекратить бесполезное наступление, вывести из боя танковый корпус СС и к тому же передать фон Клюге еще 2 танковые дивизии, чтобы тот попытался удержать Орел.Именно в этот день и закончилось Прохоровское сражение. В начале августа Манштеин был вынужден отойти на свои первоначальные исходные позиции, на которых также сколь-нибудь долго удержаться ему не удалось.