К 15 июля 1943 года части Красной армии, действовавшие на Орловском направлении Северного фаса Курской Дуги, приостановили контрнаступление. Потери, понесенные войсками 11—15 июля, сдерживали 3-ю армии генерала Горбатова. Вынужденная передышка позволила обеим сторонам провести перегруппировку и задействовать резервы. 16 июля бои возобновились, но усиление немецкой обороны, а также активные действия люфтваффе, не позволили советским войскам получить преимущество. Брянский фронт выровнялся по руслу реки Олешня.

В этих условиях советское командование решило ввести в бой свой главный резерв — 3-ю гвардейскую танковую армию генерал-лейтенанта Рыбалко. Это было свежее соединение, состоящее из двух танковых и одного механизированного корпусов: 461 «тридцатьчетверка», 220 танков Т-70 и 32 САУ СУ-122. При этом в армии Рыбалко наблюдалась нехватка автотранспорта, что несколько снижало манёвренность армии.

Командующий Брянским фронтом генерал-лейтенант Попов поставил Рыбалко следующую задачу — продвигаясь с утра 19 июля в направлении Бортное, Становая, Становой Колодезь, Кромы и действуя по тылам противника в полосе Центрального фронта, уничтожить немецкие войска.

В 8 часов утра 19 июля в атаку пошли солдаты 25-го стрелкового корпуса. Результатом трёхчасового боя стал прорыв обороны противника на 3—4 км, что позволило ввести в сражение танки, переправив их через реку. Быстро прорваться во вражеский тыл не удалось — немецкую оборону пришлось ломать, что привело к большим потерям в танковых корпусах армии Рыбалко. Так в 15-м танковом корпусе к концу дня на ходу осталось лишь 32 танка Т-34 и 42 танка Т-70 (утром их было 129 и 68 соответственно).

Тем не менее, главная задача была достигнута: немецкое командование, опасаясь окружения 35-го армейского корпуса под Мценском слева, приняло решение отвести войска ближе к Орлу, остановившись на Оке. К вечеру 20 июля и сам Мценск был полностью освобождён. Отход противника поставил перед советскими войсками важную задачу — захват переправ через Оку до того, как немцы успеют закрепиться. В бой был введён резерв — 2-й механизированный корпус из состава 3-й гвардейской танковой армии. Успешно разгромив несколько отступающих колонн противника, корпус сумел первым выйти к Оке, переправиться через неё и захватить плацдарм на западном берегу.

21 июля армия Рыбалко передала стрелковым частям оборону плацдармов на Оке и снова была направлена наступать на Становой Колодезь. Увы, стрелковые части не смогли удержать плацдармы — они были вынуждены переправиться на восточный берег Оки и занять оборону там.

22 июля армия Рыбалко всё ещё обладала внушительной силой: в её составе числилось 324 Т-34, 173 Т-70 и 27 СУ-122. Казалось, этого достаточно для прорыва фронта в районе Орла, но немцы ввели в бой резервы — 12-ю танковую и 78-ю штурмовую дивизии. И, хотя немецкие части понесли большие потери, им удалось стабилизировать фронт. После нескольких неудачных попыток прорыва фронта 3-я гвардейская танковая армия и 1-й гвардейский танковый корпус были выведены из боя и отведены в тыл. Войска снова получили небольшую передышку.

В это же время войска Центрального фронта продолжали контрнаступление. В период с 15 по 18 июля советские войска смогли оттеснить противника на его исходные позиции к началу операции «Цитадель». С 19 июля началось наступление на Кромы. Первой наступала 70-я армия Центрального фронта при поддержке 19-го танкового корпуса (74 танка), затем предполагалось ввести в сражение 2-ю танковую армию генерал-лейтенанта Родина. В её состав на тот момент входило 290 танков (192 Т-34, 85 Т-70 и 13 Т-60).

Наступление на Кромы шло не так успешно, как планировалось. Ввод в бой 2-й танковой армии был призван переломить ситуацию, однако из-за промедления 70-й армии танкисты генерала Родина пошли в бой лишь 22 июля. К этому моменту противник уже успел заметить их прибытие и подготовил оборону, перебросив 4-ю танковую дивизию, имевшую на 20 июля 73 боеготовых танка. Кроме того, в бой был введен 505-й тяжёлый танковый батальон, имевший на тот момент в составе 19 боеспособных «Тигров». В итоге, 22 июля 2-я танковая армия столкнулась с сильным сопротивлением и продвинулась всего на 2—4 км. Из-за тяжёлых потерь наступление на Кромы было приостановлено до 25 июля.

На Южном фасе Курской дуги в это время шла подготовка к будущему контрнаступлению. Важно было не упустить благоприятный момент и не дать противнику восстановить боеспособность войск после неудачного наступления. Советская разведка сообщала, что обстановка на Белгородско-Харьковском направлении складывалась благополучно — немецкие резервы были переброшены на другие участки противостояния. Кроме того, большое количество немецкой бронетехники находилось в ремонте; нужно было спешить, пока техника не успела вернуться в строй.

Однако свежие силы требовались и для наступления — Воронежский и Степной фронты понесли серьёзные потери в ходе оборонительных боёв. Благо, на Южном фасе имелись резервы. Благодаря опыту боёв 1941—1942 годов, советское командование сформировало Степной военный округ, войска которого должны были восстановить фронт в случае успешного прорыва немцев. В ходе оборонительных боёв из резерва были взяты 5-я гвардейская и 5-я гвардейская танковая армии, а штаб Степного округа стал штабом Степного фронта.

Именно резервным войскам предстояло стать «кулаком» готовящегося контрудара. Степной фронт получил 53-ю армию, Воронежский — 27-ю и 47-ю армии, а в резерве всё ещё оставалась 4-я армия — для подкрепления или выправления кризисной ситуации. Благодаря свежим частям, перед началом контр­удара удалось ощутимо увеличить численность фронтов в кратчайшие сроки: Воронежского — до 524 000 человек и 2171 танка, а Степного — до 198 000 человек и 501 танка.
Колоссальная масса войск готовилась нанести мощный контрудар. Оставались считанные дни до начала.

25 июля — победа Красной Армии на реке Оптуха, 30-й Уральский добровольческий танковый корпус вступает в бой.

После того, как 3-я гвардейская танковая армия и 1-й гвардейский танковый корпус были выведены в тыл, наступление в направлении Орла продолжили пехотные войска 3-й армии генерала А. В. Горбатова. И, хотя немецкие части накануне смогли ликвидировать советские плацдармы на западном берегу Оки, закрепиться там противник не успел. 25 июля в 8 часов утра подразделения левого фланга 3-й армии начали форсирование рек Ока и Оптуха, используя подручные средства. Уже через считанные часы сапёры смогли навести переправы, по которым на западный берег перешли танки и даже тяжёлые САУ СУ-152. Советские части теперь уже окончательно закрепились на западном берегу и принялись расширять плацдарм, готовя удар на Орёл.

В это время, немного западнее, 11-я гвардейская армия наносила удар по п. Хотынец с целью отрезать орловскую группировку немецких войск. Наступление шло медленно. Советское командование решило задействовать в бою 4-ю танковую армию генерал-лейтенанта В. М. Баданова. Это было свежее соединение, части которого насчитывали 38 500 человек, а также 764 танка и САУ. Кроме того, Баданову были подчинены 5-й и 25-й танковые корпуса, воевавшие с самого начала операции.

Согласно расчётам, 4-я танковая армия должна была ударить по слабому участку обороны противника и выйти к железной дороге Орёл — Брянск в районе Нарышкино, немного восточнее Хотынца. Заодно этот удар призван был помочь соседнему Брянскому фронту освободить Болхов, где также шли тяжёлые бои.
Однако немцы успели значительно усилить свою оборону на этом направлении. В районе Хотынца позиции удерживала дивизия «Великая Германия», у Болхова стояли 9-я, 20-я и 18-я танковые, 10-я и 25-я моторизованные дивизии. Когда 26 июля армия Баданова начала наступление, сил её первого эшелона оказалось недостаточно для прорыва немецкой обороны. Передовые части 4-й танковой армии понесли серьёзные потери.

27 июля в районе Болхова был введён в бой свежий 30-й Уральский добровольческий танковый корпус — знаменитые «Чёрные ножи». Танкистам действительно выдали изготовленные в Златоусте армейские ножи образца 1941 года, рукояти и ножны которых были окрашены в чёрный цвет. Как гласят архивные документы, Особому Уральскому танковому корпусу и в следующем, 1944 году заводом № 391 было отпущено две тысячи ножей — в порядке инициативы, без согласования с Главным артиллерийским управлением. Кроме того, корпус отличался от прочих подобных соединений Красной Армии, будучи почти полностью укомплектованным танками Т-34 (202 «тридцатьчетверки» и всего семь Т-70).

Экипажи формировались исключительно из добровольцев, в основном — рабочих уральских заводов. Личный состав корпуса был отлично мотивирован, но сказывалось отсутствие боевого опыта и ускоренная подготовка танкистов. В цитируемом историком А. В. Исаевым отчёте штаба 30-го корпуса есть запись: «Личный состав, не имея боевого опыта, шел в атаку смело и решительно, но недостаточно используя местность, слабо маневрировал на поле боя. Вследствие этого подразделения корпуса часто несли излишние потери». Уральским танкистам сходу не удалось переломить ситуацию на поле боя.

4-я танковая армия 26—27 июля сумела только потеснить противника на 2—5 км. Кроме того, для противодействия советским танковым частям противник активно применял авиацию.
Войска Центрального фронта продолжали вести тяжёлые бои в районе посёлка Кромы. И хотя в эти дни советское наступление не имело серьёзных успехов, силы противника тоже истощались — например, в 505-м тяжёлом танковом батальоне к 31 июля осталось всего 3 «Тигра».

В это же время в районе Карачева в труднопроходимой лесисто-болотистой местности действовала «группа Крюкова» в составе 2-го гвардейского кавалерийского корпуса, 1-го танкового и 16-го гвардейского стрелкового корпусов. Дивизия «Великая Германия» связала боем танковый и стрелковый корпус, однако кавалеристы смогли прорваться в немецкие тылы. 30 июля отряды кавкорпуса взорвали железную дорогу Карачев–Брянск, а 3 августа смогли вернуться к остальным войскам сводной группы.
На фоне успехов советских войск на Оке и сохранения угрозы прорыва в районе Болхова–Хотынца уже 26 июля немецкое командование приняло решение об эвакуации войск с Орловского выступа и отступлении на линию «Хаген» в основании Орловской дуги, где спешно готовились оборонительные сооружения.

1 августа передовые части 3-й армии Горбатова обнаружили отход противника на запад. Советские войска сразу же начали преследование врага и за сутки продвинулись на 12—14 км до реки Неполодь, на которой не сохранилось целых мостов. 4-я танковая армия Баданова совместно с пехотными частями также стала преследовать отступающего противника.

Немецкая армия отступала, но отходить без боя немцы не собирались. К тому же им было важно выиграть время, чтобы эвакуировать из Орла склады, госпитали и другие тыловые службы. Был составлен план и по уничтожению наиболее важных городских объектов.
Войскам Красной Армии ни в коем случае нельзя было упускать инициативу в борьбе. Наступление на Орёл продолжалось.