В это же время группа армий «Центр» (нем. Heeresgruppe Mitte) не могла оказать никакого содействия группе «Юг» ударом с севера или запада, потому что отражала наступление советских войск и не располагала дополнительными силами или резервами. По результатам наступательных действий советских войск в январе 1943 года, с учетом неизбежной скорой капитуляции сталинградской группировки противника, в конце января советское Верховное главнокомандование и Генеральный штаб Красной армии разработали план ряда взаимосвязанных операций на центральном и северо-западном направлениях. В этих операциях должны были принять участие пять фронтов: Северо-Западный, Калининский, Западный, Брянский, а также вновь создаваемый Центральный. Замысел Ставки Верховного главнокомандования состоял в том, чтобы силами Брянского и левого крыла Западного фронтов разгромить 2-ю немецкую танковую армию в районе Орла; с прибытием войск Центрального фронта развить наступление через Брянск на Смоленск и выйти в тыл ржевско-вяземской группировки противника; во взаимодействии с Калининским и Западным фронтами уничтожить основные силы группы армий «Центр»; войсками Северо-Западного фронта окружить и уничтожить группировку противника в районе Демянска и обеспечить выход подвижной группы фронта в тыл противника, действующего против Ленинградского и Волховского фронтов[39]. Германское командование упредило реализацию этого плана, поскольку одновременно, в конце января, Гитлер принял решение об отводе войск с Ржевско-Вяземского и Демянского плацдармов[40]. Однако, когда сталинградская группировка германских войск капитулировала 2 февраля 1943 года, командование группы армий «Центр» еще только планировало отвести с Ржевско-Вяземского плацдарма соединения 9-й и 4-й армий, которые могли быть использованы для образования резервов, укрепления обороны и контрударов по наступающему противнику. В частности, вывод дивизий 9-й армии с фронта был начат в марте, а их передислокация от Смоленска в район Брянска заняла более 18 дней, полностью завершившись только в начале апреля[41]. В то же время советское командование немедленно использовало возможность перебросить на центральное направление войска Донского фронта. Директивой Ставки 5 февраля 1943 года был образован Центральный фронт в составе 21, 65, 70, 2-й танковой и 16-й воздушной армий (2-я танковая и 70-я армии из резерва Ставки[42]), командующим которого назначили генерала Константина Рокоссовского, а полевое управление Донского фронта переименовали в полевое управление Центрального фронта[43]. В ночь на 6 февраля Ставка поставила ему задачу к 12 февраля перебазироваться в район Долгое, Елец, Ливны, развернуть свои войска между Брянским и Воронежским фронтами на рубеже Курск – Фатеж и с 15-го числа наступать в направлении Севск, Брянск, а затем Рославль, Смоленск[44]. По плану операции, подготовленному Оперативным управлением Генерального штаба, оборону группы армий «Центр» должны были прорвать Западный и Брянский фронты, а войскам Центрального фронта следовало использовать их успехи, чтобы захватить Рославль, Смоленск и частью сил Оршу, создав для противника обстановку, близкую к окружению[45]. Для усиления Центрального фронта и создания им подвижных ударных группировок в его подчинение были переданы из резерва 2-я танковая армия и 2-й гвардейский кавалерийский корпус, два отдельных танковых полка и три лыжно-стрелковых бригады[46].

Войска Брянского фронта, перешедшие в наступление 12 февраля 1943 года, оказались связанными тяжелыми боями на заранее подготовленной позиционной обороне противника и значительных успехов не достигли. Максимальное продвижение в полосе 13-й и 48-й армий Брянского фронта, которые наступали против правого фланга 2-й танковой армии противника, стремясь обойти Орел с юга и юго-востока, составило до 30 километров. 61-я и 3-я армии, наступавшие на Орел с севера (через Болхов) и востока, продвинулись еще меньше. К 24 февраля наступление Брянского фронта оказалось окончательно остановлено на рубеже Новосиль – Малоархангельск – Рождественское. На Западном фронте 16-я армия, усиленная 9-м танковым корпусом, при поддержке одной стрелковой дивизии 10-й армии 22 февраля перешла в наступление через Жиздру на Брянск, навстречу войскам 13-й армии Брянского фронта, однако была остановлена после прорыва первой оборонительной полосы на левом фланге 2-й немецкой танковой армии, продвинувшись на 13 километров (по мнению маршала СССР Ивана Баграмяна, который тогда командовал 16-й армией, причиной неудачи Жиздринской операции стало отсутствие тактической внезапности, а также то, что командующий Западным фронтом генерал Конев дважды запретил ему ввести в прорыв 9-й танковый корпус)[47]. Теперь результат сражения для каждой из сторон стал определяться скоростью сосредоточения резервов на главных направлениях, причем советской стороне препятствовало значительное расстояние (от Сталинграда до Курска), а германская сторона должна была осуществить сложный маневр, выведя войска Ржевско-Вяземского плацдарма под давлением противника. Немцы смогли в сложных условиях отвести войска и успели произвести перегруппировки быстрее, что следует расценивать как крупную неудачу командования Калининского и Западного фронтов (командующие – генералы Максим Пуркаев и Иван Конев, были в марте 1943 года освобождены от командования, после чего Пуркаев в апреле назначен командующим Дальневосточным фронтом, а Конев вначале переведен на второстепенное направление – командующим Северо-Западным фронтом вместо маршала Семена Тимошенко (со слов маршала Георгия Жукова – по его предложению)[48], а в июне получил должность командующего Степным военным округом). В связи со значительными трудностями транспортного характера, возникшими в ходе переброски войск из-под Сталинграда (Константин Рокоссовский отмечает[49], что в распоряжении фронта находилась единственная одноколейная железная дорога, а подававшиеся составы не были приспособлены для перевозки людей и лошадей, зато меры к ускорению переброски войск принимали сотрудники органов государственной безопасности, из-за чего график движения вообще был полностью нарушен, части и соединения перемешаны между собой и выгружены в местах не по назначению), начало наступления Центрального фронта было отложено с 15 на 24 февраля. Благодаря этому германское командование своевременно ввело в сражение в полосе Центрального фронта ряд прибывших в район Брянска дивизий 4-й армии, приказ об отводе которой был отдан 17 февраля, а затем и 9-й армии, начавшей отход с 1 марта[50].