На Воронежском фронте (командующий генерал Н.Ф. Ватутин) считалось наиболее вероятным, что главный удар противник нанесёт из района Белгорода на Корочу, а вспомогательный — из района западнее Волчанска на Новый Оскол. Поэтому основные силы сосредоточивались в центре и на левом крыле фронта. Оборону здесь в полосе 114 км занимали 6-я (командующий генерал И.М. Чистяков) и 7-я (командующий генерал М.С. Шумилов) гвардейские армии, 38-я (командующий генерал Н.Е. Чибисов) и 40-я (командующий генерал К.С. Москаленко) армии оборонялись на остальном участке фронта протяжённостью 130 км. Во втором эшелоне на направлении Обоянь, Курск располагалась 1-я танковая армия, а на направлениях Белгород, Короча и Волчанск, Новый Оскол — 69-я армия. В резерве находились 2-й и 5-й гвардейские танковые корпуса и 35-й гвардейский стрелковый корпус. Войска поддерживала 2-я воздушная армия.

Организация обороны в Курской битве явилась обобщением огромного опыта, накопленного в ходе войны. Оборона была глубоко эшелонированной, многополосной, с широко развитой противотанковой системой огня, со всеми типами инженерных укреплений и заграждений».

Согласно оперативному приказу № 6, подписанному Гитлером 15 апреля 1943 года, войска групп армий «Центр» и «Юг» должны были быть приведены в шестидневную готовность к 28 апреля. Таким образом, удар, назначенный на 3 мая, мог застать советские войска в состоянии неполной боевой готовности. Это была та «стадия слабости», о которой часто говорили в немецких штабах как о наиболее желаемом времени нанесения решающего удара по советской обороне. В оперативном приказе № 6 говорилось: «Этому наступлению придаётся решающее значение. Оно должно завершиться быстрым и решающим успехом… В связи с этим все подготовительные мероприятия необходимо провести с величайшей тщательностью и энергией. На направлениях главных ударов должны быть использованы лучшие соединения, наилучшее оружие, лучшие командиры и большое количество боеприпасов. Каждый командир, каждый рядовой солдат обязан проникнуться сознанием решающего значения этого наступления. Победа под Курском должна явиться факелом для всего мира».

Суть операции «Цитадель» состояла в том, чтобы концентрическими ударами по сходящимся направлениям из районов Орла (9-я армия) и Белгорода (4-я танковая армия и Оперативная группа «Кемпф») окружить, запечатать в «котле» в районе Курска основные силы Центрального и Воронежского фронтов Красной армии. Первый этап, по замыслу немецких генералов, должен был завершиться к исходу четвёртых суток восточнее Курска встречей ударных сил двух группировок, замыкающих кольцо. Затем, без промедления, «Цитадель» перерастала в другую операцию под кодовым названием «Пантера». Планировалось нанести удар из района Курска на юго-восток и разгромить силы советского Юго-Западного фронта. Одновременно, и опять-таки в зависимости от результатов операции «Цитадель», намечалась такая же масштабная операция на севере — «Охота на медведя» — новое наступление на Ленинград.

Для обеспечения этих операций в январе 1943 года Гитлер провёл тотальную мобилизацию. Под ружьё поставили всех, кто до этого по разным причинам избежал призыва. В промышленности больше стали применять женский труд, «остарбайтеров» (военнопленных и вывезенных из оккупированных территорий), а также труд рабочих, завербованных в соседних странах — Швейцарии, Франции, Бельгии. В войска начали набирать поляков, чехов, словаков, французов, шведов. Германские идеологи в срочном порядке пересмотрели некоторые положения расовой теории и подправили многие пункты своих директив. Исчез из употребления термин «недочеловек».

Расширился список народов, составляющих семью арийских народов. Активизировал свою работу так называемый Смоленский комитет. Миллионными тиражами была отпечатана листовка, подписанная бывшим генералом РККА Власовым, который добровольно стал служить рейху и начал формировать Русскую освободительную армию в составе вермахта. В дивизии СС широким потоком, в том числе и из концлагерей, пошли латыши, эстонцы, литовцы, белорусы, украинцы, русские, татары, калмыки, чеченцы и т. д. В результате тотальных мер Гитлеру, по различным подсчётам, удалось направить на фронт 600 тысяч немцев и поставить под ружьё 450 тысяч «восточных войск». Пройдёт год, и Коневу придётся столкнуться с «русскими» частями С.С. Гитлеру необходимо было влить в воюющие армии около миллиона новобранцев. При том, что ему удалось наскрести немногим больше половины требуемого, была заново сформирована 6-я полевая армия, первый состав которой погиб и был пленён под Сталинградом — полностью восстановлены 20 дивизий, в том числе и танковых, со «сталинградскими» номерами. В войска поступило новое вооружение. Модернизированный танк T-IV, а также новый T-V «пантера», T-VI «тигр», самоходные орудия новых типов. Истребители танков получили новую 75-миллиметровую противотанковую пушку Pak.40, которая с дистанции тысяча метров пробивала 120-миллиметровую броню, а следовательно, могла поражать любой советский танк. Люфтваффе получили модернизированный истребитель «Мессершмитг-109С-6», штурмовик «Хеншель-126В» и истребитель танков «Юнкepc-87G», оснащённый двумя 37-миллиметровыми пушками. Первую противотанковую эскадрилью пикировщиков Ю-87G накануне решающего наступления возглавил знаменитый ас Ганс-Ульрих Рудель.

Сокрушить «оборону Советов» должны были танковые клинья. Тактика, принёсшая череду побед в летних боях 1941 года, в 1942-м и совсем недавно, уже в 1943-м под Харьковом и Белгородом, отработанная до совершенства генералами и экипажами стальных машин, должна была принести победу и в этой битве.

В феврале 1943 года Гитлер приказал отыскать забытого после разгрома под Москвой генерала танковых войск Гудериана. Вскоре «быстроходный Гейнц» стал генерал-инспектором бронетанковых войск и с первых же дней своего назначения занялся их модернизацией.

В июле 1943-го основу танковых клиньев немецкой армии составили T-IV. Теперь самый массовый танк Второй мировой войны выглядел иначе. Вместо короткоствольной пушки («окурка») в массивную башню была встроена 75-миллиметровая пушка с длиной в 48 калибров и дульным тормозом. Толщина лобовой брони была увеличена с 50 до 80 миллиметров. Для сравнения: советская модернизированная «тридцатьчетверка» имела к тому времени лобовую броню в 52 миллиметра; 16-тонный английский «валентайн» — 60 миллиметров; 32-тонный американский «шерман» — 76 миллиметров. Новая «четвёрка» была оснащена противокумулятивной защитой в виде 5-миллиметровых экранов, надёжно прикрывавших ходовую часть танка. По замыслу конструкторов и «отца Панцерваффе» Гудериана эта машина должна была составить серьёзную конкуренцию советской «тридцатьчетверке» на поле боя. Если прибавить к этим замыслам более серьёзную подготовку немецких танковых экипажей, то расчёт Гудериана был более чем верным. Очень скоро, уже в июле, под Прохоровкой и Змиевкой, стало очевидно, что немецкая «четвёрка» и советская «тридцатьчетверка» в бою дерутся примерно на равных. За полгода до Курского побоища с конвейеров немецких заводов сошли первые серийные образцы нового танка T-IV «пантера». В какой-то степени это была улучшенная копия советского Т-34. (Советские армии стояли ещё за сотни вёрст от границ Третьего рейха, а зловещая тень непобедимой «тридцатьчетверки» уже металась по Германии.) Толщина лобовой брони «пантеры» составляла 85 миллиметров. Борта и корму закрывала 40-миллиметровая броня. Вооружение «пантеры» состояло из мощной бронебойной 75-миллиметровой пушки с коническим каналом ствола длиной 70 калибров, оснащенной дульным тормозом. Ни один из советских танков, включая и ИС-2 со 120-миллиметровой лобовой бронёй, не мог выдержать выстрела бронебойного снаряда «пантеры» с расстояния тысячи метров. Экипаж мог производить 6—8 выстрелов в минуту. Кроме того, на борту имелись два пулемёта калибра 7,92. Эта машина по своим тактико-техническим данным превосходила все танки Второй мировой войны.