Командующий Воронежским фронтом принял решение начать контрудар с утра 12 июля (схема 24). Предусматривалось нанесение двух ударов по сходящимся направлениям на Яковлево: с северо-востока — силами 5-й гвардейской танковой и частью сил 5-й гвардейской армии; с северо-запада — 6-й гвардейской и 1-й танковой армиями. 7-я гвардейская армия ударом части сил в направлении на Разумное южнее Белгорода должна была содействовать выполнению основной задачи фронта. Остальным армиям фронта приказано было обороняться на занимаемых рубежах. 2-я и 17-я воздушные армии получили задачу своими основными силами поддержать контрудар наземных войск.

Однако планомерная подготовка контрудара была сорвана. С утра 11 июля противник возобновил наступление и вначале добился некоторых успехов.

Ему удалось потеснить войска 1-й танковой и 6-й гвардейской армий в направлении на Обоянь, а соединения 5-й гвардейской армии и части 2-го танкового корпуса — в направлении на Прохоровку. В полосе 69-й армии противнику удалось прорвать оборону 305-й стрелковой дивизии. В результате отхода нащих войск была сорвана двухдневная подготовка артиллерии по обеспечению контрудара 5-й гвардейской танковой армии. Часть нашей артиллерии была уничтожена, попав во время выхода на огневые позиции под удар танков противника, а другая часть вынуждена была отойти в новые районы. Поэтому артиллерийскую подготовку пришлось организовывать заново и в ограниченные сроки.

В 8 час. 30 мин. 12 июля после 15-минутной артиллерийской подготовки и ударов авиации 5-я гвардейская танковая армия вступила в сражение.

В районе западнее Прохоровки удар по противнику с севера наносили главные силы армии, а южнее Прохоровки действовали два отряда, объединенные под общим командованием заместителя командующего 5-й гвардейской танковой армией. В состав одного отряда вошли две механизированные бригады и одна танковая бригада. В ходе сражения в этот отряд были включены стрелковые и артиллерийские части. Второй отряд состоял из одного танкового, одного мотоциклетного, одного истребительно-противотанкового артиллерийского и одного гаубичного артиллерийского полков.

Противник встретил наступающие войска 5-й гвардейской танковой армии огнем артиллерии и контратаками танков, а также массированными ударами авиации.

Ожесточенное сражение, в котором приняли участие крупные силы сторон, характеризовалось разнообразными формами боевых действий, развивавшимися на сравнительно небольшой территории. На одних участках проходили наступательные действия с одновременным отражением контратак противника; на других — оборонительные действия с одновременным нанесением ударов по наступающим вражеским войскам; на третьих — встречные бои. При этом в сражении приняло участие большое количество танков — до 1500 единиц с обеих сторон. Над полем боя развернулись ожесточенные воздушные бои.

В результате проведенного контрудара войскам Воронежского фронта не удалось полностью разгромить вклинившуюся ударную группировку врага.

Причинами этому являлись: отсутствие достаточного времени для подготовки контрудара в войсках 5-й гвардейской танковой армии, недостаточное инженерное и артиллерийское усиление этой армии, пассивные действия 1-й танковой, 5, 6 и 7-й гвардейских армий, участвовавших в контрударе.

Кроме того, 5-я гвардейская танковая армия, понеся большие потери и использовав свой второй эшелон, а также резерв для борьбы на флангах, не смогла развить первоначальный удар й вынуждена была к исходу дня перейти к обороне.

Командующий Воронежским фронтом, не имея достаточных резервов, не смог оказать своевременной помощи войскам в ходе контрудара. Несмотря на это, в итоге контрудара главная вражеская группировка, наступавшая на Прохоровку с запада, 12 июля была вынуждена перейти к обороне. Провалом окончилась также попытка противника прорваться к Прохоровке с юга, из района Ржавец, а также восточнее шоссе Обоянь — Курск в полосах 1-й танковой и 6-й гвардейской армий.

Этот день был днем кризиса немецко-фашистского наступления, днем окончательного отказа от выполнения поставленной противником задачи — овладеть Курском ударом с юга.

С 13 по 15 июля 5-я гвардейская танковая и 69-я армии отражали атаки противника с северо-запада и юго-востока на Шахово, в результате которых он пытался окружить пять дивизий 69-й армии, оборонявшихся в узком выступе между pp. Липовый Донец и Сев. Донец.

15 июля, указанные дивизии 69-й армии отошли на армейскую полосу обороны южнее Прохоровки. После безуспешных атак противник перешел к обороне и на этом участке фронта. Немецко-фашистское командование не решилось использовать и свои резервы, находившиеся в Донбассе, — 24-й танковый корпус и 23-ю танковую и 16-ю моторизованную дивизии.

В обстановке полного крушения своих наступательных планов и отсутствия сил для удержания захваченных позиций немецко-фашистское командование приняло решение на отвод своей группировки на рубеж, занимаемый ею до наступления. Принять такое решение противник был вынужден также и вследствие тяжелого положения, создавшегося для его группировки в районе Орла, где в это время успешно развивалось контрнаступление войск Западного, Брянского и Центрального фронтов.

Немецко-фашистское командование рассчитывало, что, опираясь на сильные позиции на участке от Сум до Белгорода и по правому берегу Сев. Донца, ему удастся не только создать здесь непреодолимую оборону, но и выделить часть сил из состава группировки своих войск южнее Курска для упрочения положения в районе Орла.

16 июля противник под прикрытием сильных арьергардов начал отводить свои главные силы. Войска Воронежского фронта перешли в преследование и, сдерживаемые сильными арьергардами противника, медленно продвигались вперед.

По указанию нашего командования с 23 часов 18 июля вводился в сражение Степной фронт. В состав этого фронта из Воронежского фронта были переданы 69-я и 7-я гвардейская армии с их полосами действий.