По завершении сосредоточения основной части войск Центрального фронта 26 февраля они начали наступление на брянском направлении силами 65-й и 2-й танковой армий, а также конно-стрелковой группы (21-я и 70-я армии все еще находились на марше к району сосредоточения восточнее города Ливны). Противник оказал упорное и организованное сопротивление, опережая советские войска в перегруппировке и развертывании сил на угрожаемых направлениях. Большой отрыв тыловых частей и баз от районов сосредоточения затруднял обеспечение армий Центрального фронта основными предметами снабжения, практически полное отсутствие дорожных и транспортных подразделений ограничили возможность маневра силами и средствами. В итоге 65-я общевойсковая и 2-я танковая армии добились ограниченного успеха, к 6 марта оттеснив противника на 30–60 километров до Комаричей, Лютежа и Середины-Буды. Ввод в бой 70-й армии, развернутой к 7 марта на стыке Центрального и Брянского фронтов на участке Хальзево, Трофимовка, Ферезево, Брянцево, не изменил положения, так как армия перешла в наступление прямо с марша, неукомплектованная техническими средствами, без необходимого артиллерийского обеспечения своих действий, командный состав не имел боевого опыта – управление боем и связь оказались не организованы, стрелковые соединения атаковали с ходу, по частям, взаимодействие внутри боевых порядков пехотных частей отсутствовало, автодорожная служба работала слабо – подвоз предметов снабжения и эвакуация раненых почти отсутствовали (уже 18 марта армия была вынуждена перейти к обороне, поэтому по результатам операции штаб 70-й армии был усилен опытными офицерами, а командующий генерал Герман Тарасов снят с должности)[51]. Участие в наступлении 21-й армии не состоялось, поскольку по приказу Ставки она была передана Воронежскому фронту для усиления обоянского направления. На это же направление были перенацелены значительные силы авиации.

Однако конно-стрелковая группа под командованием генерала Владимира Крюкова, сформированная на базе 2-го гвардейского кавалерийского корпуса (3-я и 4-я гвардейские кавалерийские дивизии и корпусные части), усиленного 28-й и 30-й лыжно-стрелковыми бригадами и отдельным танковым полком, успешно наступала на левом фланге фронта в направлении Стародуб, Новозыбков, Могилев, 2 марта овладела городом Севском, а затем передовыми отрядами вышла к реке Десне севернее города Новгород-Северский, прорвавшись на запад на 100–120 километров[52]. В результате этого прорыва (так называемый «Севский рейд») возникла реальная угроза для коммуникаций группы армий «Центр», но развить или закрепить успех оказалось невозможно в связи с отсутствием подвижных резервов. Несмотря на приказы Рокоссовского, генерал Крюков не принял своевременных мер для закрепления и обороны достигнутых рубежей, когда его группа была контратакована противником с флангов. К 12 марта фронт конно-стрелковой группы растянулся по дуге протяжением 150 километров, танки были без горючего, кавалеристы не имели фуража, тогда как противник нанес удар с севера и юга по флангам силами шести танковых и пехотных дивизий, рассчитывая полностью отрезать кавалерийский корпус[53]. Группа Крюкова стала отходить на восток, к Севску. По советским данным[54], всего против конно-стрелковой группы было направлено девять немецких дивизий, которые к 20 марта отбросили прорвавшиеся советские соединения и окружили их передовые части западнее Севска. С фронта коннострелковую группу удерживали части 137-й пехотной дивизии, 102-я и 108-я пехотные дивизии 8-го венгерского армейского корпуса и воинские формирования «Особого Локотского округа» – так называемая «Бригада Каминского», а с флангов атаковали кавалерийская дивизия СС (впоследствии 8-я кавалерийская дивизия СС «Флориан Гейер», нем. 8 SS-Kavallerie-Division Florian Geyer), 72-я пехотная и 9-я танковая дивизии 9-й армии (с севера); 4-я танковая, 340-я и 327-я пехотные дивизии (с юга).

Для того чтобы отразить контрудар германских войск, командование Центрального фронта было вынуждено остановить наступление и развернуть 65-ю армию на широком фронте по восточному берегу реки Сев. Понеся большие потери, части конно-стрелковой группы вели бои за Севск до 27 марта, когда они были окончательно выбиты из города, но сумели отступить и вырвались из окружения через долину реки Сев благодаря помощи со стороны вновь прибывшей 7-й Дальневосточной кавалерийской дивизии, войск 65-й и 2-й танковой армий (11-я отдельная гвардейская танковая бригада). Потери конно-стрелковой группы в ходе «Севского рейда» составили до 15 тысяч солдат и офицеров, поэтому 2-й гвардейский кавалерийский корпус пришлось вывести в тыл на переформирование, а для выяснения причин неудачного проведения операции работала комиссия военного совета Центрального фронта, но командующий фронтом генерал Рокоссовский постановил генерала Крюкова и других офицеров корпуса суду не предавать[55]. 21 марта 48, 65, 70-я и 2-я танковая армии Центрального фронта перешли к обороне по линии Мценск, Новосиль, Севск, Рыльск, образовав северный фас Курского выступа, причем в состав фронта были дополнительно включены 13-я и 60-я армии Брянского и Воронежского фронтов, переданные вместе с занимаемыми ими участками. Против Центрального фронта развернулись войска группы армий «Центр» в составе 7-го и 13-го армейских корпусов 2-й армии, 20-го и 23-го армейских и 46-го танкового корпусов 9-й армии, а также части сил 35-го армейского корпуса 2-й танковой армии.

Таким образом, после завершения весенних операций 1943 года Восточный фронт под Курском стабилизировался на линии Чернышино, Мценск, Малоархангельск, южнее Дмитровска-Орловского, восточнее Севска, Рыльска, Сум, севернее Томаровки и Белгорода и далее на юг по берегам реки Северский Донец[56]. Участок вклинения советских войск на стыке групп армий «Центр» и «Юг», названный германским командованием «Курским балконом», так и остался проблемной зоной, которая вдавалась в расположение немцев на 150 километров (увеличив общую протяженность позиций почти на 500 километров) и прерывала рокадные коммуникации между указанными группами армий, нарушая связность фронта и создавая угрозу глубоких ударов по их флангам и тылу[57]. Поэтому Курский выступ, превращенный в мощный плацдарм, глубоко врезавшийся в оборону противника, имел исключительно важное стратегическое значение для Красной армии. Сосредоточенные здесь крупные группировки советских войск не только сковывали орловскую и белгородско-харьковскую группировки неприятеля, но и представляли для них постоянную и вполне реальную опасность. Войска Центрального фронта, занимавшие северную часть Курского выступа, располагали возможностями нанести концентрические удар по тылу и флангам орловской группировки немцев, действуя совместно с войсками Брянского фронта и левого крыла Западного фронта. Аналогичная возможность создавалась и для войск Воронежского фронта, которые могли нанести удар с севера и востока по флангам и тылу белгородско-харьковской группировки противника. Соответственно, удержание Курского выступа обеспечивало советской стороне выгодные условия для развертывания наступления с целью разгрома важнейших вражеских группировок и развития операций на территории Украины и Белоруссии.