Практическая подготовка контрудара началась во второй половине дня 10 июля. Выстроить подробную хронологию согласования и принятия решений на его проведение и осуществление подготовительных мероприятий довольно сложно. Причины этого две.

Во-первых, столь масштабное мероприятие готовилось в короткий срок, около двух-трех суток. Ряд моментов оговаривался только при личных встречах и беседах, даже в ходе переговоров по закрытой линии в звене корпус — армия — фронт слово «контрудар» ни разу не произносилось. А чтобы акцентировать внимание, обычно говорили: «известные Вам события», в донесениях штаба фронта в Ставку писали: «12.7 войска будут действовать по отдельному плану» и т. д. Это связано с режимом секретности, который был в условиях войны делом первостепенным.

Во-вторых, отсутствие источников связано с «масштабной чисткой», которой подвергся не только штаб Воронежского фронта, но и армейские, и корпусные управления в ходе работы комиссии под руководством секретаря ЦК ВКП(б) Г. М. Маленкова. Она была создана для выявления причин неудачи контрудара и высоких потерь. Проводила расследование в течение 10–12 дней, с середины июля 1943 г. до конца месяца. Все собранные ею материалы были подшиты в дело и переданы на рассмотрение в Ставку, с тех пор они были засекречены и стали недоступны для исследования.

Подготовкой и проведением контрудара занимался штаб фронта, но предварительно до начала этой работы, по установленному порядку, Военный совет был обязан доложить в Москву о своем предложении и обосновать его. Тем более что для контрудара привлекались значительные силы из резерва Ставки ВГК.

«В ночь на 11 июля Военный совет Воронежского фронта доложил в Ставку, что в шестидневных боях на обоянском направлении противник понес огромные потери и не имеет больше резервов. Поэтому ударную группировку на прохоровском направлении он сосредоточил за счет ослабления своих флангов. По согласованию со Ставкой, командование Воронежского фронта приняло решение нанести утром 12 июля мощный контрудар пятью армиями…»

Выводы об отсутствии у командования ГА «Юг» резервов были ошибочны, так как ещё 9 июля Гитлер разрешил использовать не задействованный 24-й тк генерала Неринга (23-я тд, 17-я тд, 5-я тд СС «Викинг»). В тот же день Манштейн отдал приказ выдвинуть его из Донбасса в район Белгорода. Однако советская сторона об этом не знала, а после 13 июля, когда «Цитадель» свернули, стало ясно, что вводить его в бой уже бессмысленно, поэтому он так и остался в резерве. Таким образом, эта ошибка никак не повлияла на планы советской стороны.

Пока не удалось найти даже оперативную директиву фронта с постановкой задач каждому соединению и объединению. Тем не менее полностью «спрятать» операцию, к участию в которой привлекалось несколько десятков тысяч человек, невозможно. Поэтому для выяснения общего замысла пришлось найти и проанализировать приказы практически всех армий и корпусов, подчиненных на тот период Воронежскому фронту. Как свидетельствуют обнаруженные документы, в контрудар готовились перейти шесть армий из восьми, находившихся в его составе. В том числе переданные из резерва Ставки ВГК — 5-я гв. А и 5-я гв. ТА в полном составе с приданными в оперативное подчинение 2-м тк и 2-м гв. Ттк. Исключение составляли лишь 40-я и 38-я А, которые в предыдущие дни передали значительные силы 6-й гв. А и 1 — й ТА и к 12 июля были существенно ослаблены. Численность личного состава стрелковых соединений фронта, планировавшихся для нанесения контрудара, приведена в таблице № 4.

Из их соединений формировались две ударные группировки:

Первая, основная, разворачивалась в районе Новые Лозы, ст. Беленихино, ст. Прохоровка, х. Полежаев, х. Веселый, с. Кочетовка /иск./ в составе: одного стрелкового корпуса 69-й А, двух стрелковых корпусов 5-й гв. А, четырех танковых и одного механизированного корпуса 5-й гв. ТА.

Вторая, вспомогательная, состояла из двух стрелковых корпусов 6-й гв. А, двух танковых корпусов и части бригад 3-го мк 1-й ТА. Она должна была находиться в районе: с. Меловое, Новенькое, Круглик, Калиновка /иск./, выс. 244.8, ур. Меловое.

Для проведения сковывающего контрудара из района: выс. 209.6, Гремячий, МТС, выс. 202.8 готовился наступать 49-й ск 7-й гв. А.

Судя по направлениям ударов и привлекаемым силам, замысел Н. Ф. Ватутина преследовал масштабную цель — окружить основные силы вклинившейся группировки 4-й ТА, завершить её разгром, восстановить утраченное положение и создать условия для последующего перехода в контрнаступление.

Предварительные приказы армии получили в интервале: 10 июля — ночь на 11 июля. Хотя в некоторых статьях П. А. Ротмистров указывает, что Н. Ф. Ватутин поставил задачу ещё 9 июля. Однако практически каждое из объединений всех трех группировок к исходу 11 июля было вынужден корректировать свои планы. Несколько раз приходилось менять время начала контрудара и штабу фронта. Это было связано с быстро меняющейся, причем не в нашу пользу, оперативной обстановкой. За двое суток, в течение которых непосредственно готовился контрудар, 4-й ТА и АГ «Кемпф» заметно потеснили советские войска в трех районах: в полосе 6-го тк 1 й ТА и на обоих флангах 48-го ск 69-й А. Но особенно существенное влияние не только на планы развертывания войск, но и, как потом выяснилось, на результаты контрудара оказал выход во второй половине 11 июля 2-го тк СС к юго-западным и западным окраинам ст. Прохоровка и прорыв 3-го тк АГ «Кемпф» к с. Ржавец и Выползовка в ночь на 12 июля.

Практической работой по подготовке контрудара: формулировкой задач каждому корпусу, выделением дополнительных сил и средств, их сосредоточением и обеспечением всем необходимым на основе оперативной директивы Военного совета фронта занимались штабы армий вместе с оперативным и рядом профильных управлений штаба фронта. Но деталями плана ввода в сражение резервов Ставки еще на стадии определения района их развертывания занимались лично Н. Ф. Ватутин и A. M. Василевский.

Это было связано с тем, что, во-первых, 5-я гв. ТА и 5-я гв. А были получены «с большим скрипом» из резерва Ставки. Первоначально их планировалось использовать в момент, когда противник выдохнется и начнет переходить к обороне. Теперь их соединения готовились бросить не в контрнаступление, а лишь в контрудар по разгрому еще сохранившего высокую боеспособность противника. Как свидетельствует ряд источников, И. В. Сталин был крайне недоволен тем, что для сдерживания немцев на Воронежском фронте задействованы столь значительные силы, в том числе и те объединения, что были запланированы для будущей операции по освобождению восточных областей Украины. Именно на Харьков и была вначале нацелена армия генерал-полковника П. А. Ротмистрова. Верховный полагал, что значительная часть сил фронта теряется из-за безграмотного и неумелого управления войсками. Вероятно, он решил не допустить распыления сил, как это уже было летом 1942 г. на воронежском направлении, и поручил заниматься организацией ввода в бой двух резервных армий лично представителю Ставки Маршалу Советского Союза A. M. Василевскому. Танковые армии однородного состава, каковой являлась 5-я гв. ТА, для Красной Армии были новым формированием. Подобные объединения начали создаваться только в феврале 1943 г. и до этого во фронтовых контрударах не применялись. Объединение обладало большой огневой мощью и подвижностью, но, чтобы добиться высоких результатов, ее необходимо было правильно использовать. Пока же руководство Воронежского фронта таким умением не обладало. С трудом давался и опыт, лишь план контрудара б июля чего стоил. Поэтому И. В. Сталин в этом отношении больше доверял начальнику Генерального штаба, чем руководству фронта, полагаясь на его личные качества и более взвешенный подход при принятии решений.