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».