11 июля Ватутин перенес линию обороны на юго-запад от Прохоровки. Чтобы остановить продвижение II танкового корпуса СС, Ватутин ввел в бой свежие дивизии 5-й гвардейской армии. В ответ на требование Манштейна немедленно прорвать оборону противника командование группы Kempf бросило против двух советских стрелковых дивизий 503-й батальон «тигров» и 6-ю танковую дивизию. Обер-ефрейтор 6-й дивизии писал домой: «Вот уже пятый день мы не вылезаем из своих танков. Русские не дают нам ни минуты покоя. За последние три месяца у них было достаточно времени, чтобы построить мощную полосу обороны, ничего подобного которой мы никогда не видели». На другом берегу Донца немецкая 19-я танковая дивизия также пробивалась на север по направлению к Прохоровке.

Ватутин, действия которого направлял маршал Василевский, постоянно докладывавший Сталину о ходе операции, хорошо осознавал опасность сложившейся ситуации. Он отдал приказ генералу Ротмистрову немедленно по прибытии разворачивать свою 5-ю гвардейскую танковую армию. Но вечером, во время совместной с Василевским рекогносцировки на передовой, Ротмистров заметил в бинокль немецкие танки там, откуда намеревался начинать контрнаступление на следующий день. Это был II танковый корпус СС, неожиданно успешно продвинувшийся вперед. Не теряя ни минуты, Ротмистров отправился в своем ленд-лизовском джипе назад в штаб – вносить коррективы в план завтрашней операции.

Всю ночь в штабе Ротмистрова спешно готовили новые приказы и распоряжения, но 12 июля в 4.00 поступило сообщение от Ватутина, что 6-я немецкая танковая дивизия приближается к реке Донец в районе Ржавца. Это означало, что оперативная группа Kempf заходит во фланг советской 69-й армии и может атаковать 5-ю гвардейскую танковую армию с тыла.

На самом же деле под покровом ночи ударная группа немецкой 6-ой танковой дивизии, с захваченным ранее танком Т-34 во главе колонны, уже вошла в Ржавец. Хотя советские саперы и взорвали автомобильный мост через Донец, но в суматохе забыли о пешеходном, и к рассвету немецкая мотопехота уже переправилась по нему на другой берег. Передовой отряд немецкой 19-ой танковой дивизии ринулся к ним на помощь, но в люфтваффе никто не знал о неожиданном прорыве своих войск в Ржавце. Группа Хе-111 нанесла мощный бомбовый удар по плацдарму, только что захваченному немецкими передовыми подразделениями, ранив при этом командира 6-й танковой дивизии генерал-майора Вальтера фон Хюнерсдорфа и командира ударной группы полковника Германа фон Оппельн-Брониковски.

В эту богатую событиями ночь Ватутин приказал Ротмистрову перебросить свои резервы с другого направления, чтобы остановить продвижение противника и ликвидировать угрозу, возникшую вблизи Ржавца. К западу от Прохоровки XLVIII танковый корпус генерала Кнобельсдорфа явно готовился к новому наступлению на Обоянь, поэтому Ватутин отдал приказ танковым частям 1-й танковой армии и частям 22-го гвардейского стрелкового корпуса нанести упреждающий удар на этом направлении. Армия Гота была обескровлена. Из 916 танков в начале наступления теперь осталось менее 500. Сильный дождь снова превратил густую пыль в жидкую грязь, в которой более уверенно, чем немецкие танки, двигались Т-34 на широких гусеницах.

На рассвете 12 июля генерал Ротмистров прибыл на КП 29-го танкового корпуса, расположенный на склоне поросшего фруктовыми деревьями холма. Внизу расстилались пшеничные поля, а к юго-востоку от Прохоровки проходила железная дорога. К этому времени войска получили новые приказы о контрнаступлении и закончили передислокацию большого количества артиллерии и «катюш». За полями находился лес, в котором укрывалась часть II танкового корпуса СС. Небо снова закрыли грозовые тучи, предвещая новые ливни.

Сражение началось атакой пикирующих бомбардировщиков Ю-87. Вскоре им навстречу вылетели «яки» и «ла» 2-й воздушной армии. Потом в небе появились советские бомбардировщики, но гул их моторов уже заглушал грохот артиллерийских снарядов и пронзительный вой залпов «катюш». Запылали пшеничные поля. Из леса на открытое пространство выползали машины II танкового корпус СС, и Ротмистров приказал своим танкам атаковать. Услышав троекратный сигнал «Сталь!», советские танки, которые до этого укрывались за холмами, на полной скорости устремились вперед. В приказе Ротмистров разъяснял танкистам, что победить «тигры» в бою можно только за счет численного превосходства и подойдя к ним на минимальное расстояние.

Оберштурмфюрер Рудольф фон Риббентроп, сын министра иностранных дел рейха, воевавший в составе 1-го танкового полка СС, так описал вид, открывавшийся из башни его «тигра»: «От увиденного я онемел. На расстоянии 150–200 метров передо мной из-за пригорка внезапно появились пятнадцать, потом тридцать, потом сорок танков. Дальше их уже было не сосчитать. Т-34 с пехотой на броне двигались к нам на неимоверной скорости».

Дальше сражение напоминало средневековую битву рыцарей в тяжелых латах. Ни артиллерия, ни авиация не могли помочь своим в этом смешении войск. Обе стороны потеряли контроль над происходящим. Танки стреляли прямой наводкой в упор. Когда взрывались боеприпасы и горючее, танковые башни взлетали в небо. Немецкие наводчики сначала целились в головной танк, потому что он один имел рацию, потом стремились попасть в круглый металлический бак с горючим, прикрепленный к корме танка.

«Они были вокруг нас, сверху нас и между нами. Мы дрались один на один», – писал унтерштурмфюрер 2-го мотопехотного полка. В хаосе, грохоте и дыму немцы потеряли имевшееся у них ранее преимущество в средствах связи, маневренности и мощи артиллерийских орудий “тигров”». «Было нечем дышать. Я ловил ртом воздух, а пот ручьями тек по лицу», – вспоминал советский танкист. Люди испытывали невероятное психологическое напряжение. «Мы каждую секунду ожидали смерти». Через пару часов перед глазами тех, кто выжил и продолжал сражаться, предстало незабываемое зрелище. «Некоторые танки протаранили друг друга, – писал советский солдат. – Металл горел». Место сражения было буквально забито горящей бронетехникой, над которой поднимались клубы черного маслянистого дыма.

Надежды Гота на то, что группа Kempf обойдет фланг 5-й гвардейской танковой армии Ротмистрова, не оправдались. На расстоянии девятнадцати километров до цели путь группе преградили резервы Ротмистрова. Казалось, что хорошие вести вот-вот придут с левого фланга, где дивизия СС Totenkopf должна была прорвать оборону 5-й гвардейской армии к северо-востоку от Прохоровки. Но и тут советское подкрепление прибыло вовремя и в самый последний момент укрепило линию обороны. Хотя XLVIII танковый корпус Кнобельсдорфа сумел отбить упреждающий удар Ватутина, этот незначительный успех пришел слишком поздно и не мог уже привести к перелому в ходе битвы.

Когда начало смеркаться и снова пошел сильный дождь, обе стороны отвели войска, чтобы пополнить боезапас и заправить баки. Санитары эвакуировали раненых, а ремонтно-восстановительные отряды провели всю ночь на поле битвы среди сотен искореженных и сожженных танков. Даже обычно не склонный к сантиментам Жуков был потрясен увиденным, когда через два дня приехал на место сражения.

Взятых в плен эсэсовцев расстреливали на месте, зная, что они точно так же поступают с советскими пленными. С мертвыми не церемонились. Молодой советский офицер писал: «По трупам немцев прошла техника. Они лежали штабелями, с планшетами и прочим барахлом. Я видел, как прямо по ним шли танки».