В разведданных Ultra, переданных Кернкроссом отделу внешней разведки советского НКВД через связного в Лондоне, содержалась информация об аэродромах люфтваффе в регионе. Здесь было сосредоточено около 2 тыс. машин, то есть основная часть немецких самолетов, оставшихся на Восточном фронте после возвращения некоторых эскадрилий в Германию для отражения налетов союзной авиации. Благодаря полученной информации, авиация Красной Армии еще в мае смогла нанести целый ряд упреждающих ударов по немецким аэродромам, уничтожив более 500 самолетов на земле. Кроме того, люфтваффе не хватало авиационного топлива, что ограничивало его возможности поддерживать наступающие наземные войска.

Проблемы со снабжением германских частей усиливались по мере развертывания в тылу вермахта мощного партизанского движения. Некоторые территории, например, леса к югу от Ленинграда и целые районы в Белоруссии, практически полностью контролировались партизанами, действия которых направляла теперь Москва. Партизанские отряды получили задание командования срывать снабжение немецких войск по железным дорогам. Немецкие зачистки местности от партизан становились все более жестокими. Бригадефюрер СС Оскар Дирлевангер и его отряд, состоявший из выпущенных из тюрем уголовников, уничтожал и сжигал целые деревни вместе со всеми жителями. Все партизанские соединения были приведены в повышенную боевую готовность в ожидании начала немецкого наступления на Курской дуге. Они должны были сразу после начала наступления нанести удар по железным дорогам в тылу врага.

Ожидание немецкого наступления становилось невыносимым. Некоторые горячие головы, и среди них генерал-полковник Ватутин, стали говорить, что больше ждать нельзя, и Красная Армия должна сама начать наступательную операцию. Жукову и Василевскому снова пришлось успокаивать Сталина и убеждать его, что в обороне они смогут уничтожить гораздо больше немцев и с меньшими собственными потерями, чем в наступлении. Сталин находился не в лучшем расположении духа, после того как в начале июня узнал от Черчилля, что высадка союзников на севере Франции отложена до мая 1944 г.

Серьезное беспокойство Сталина вызывал и набирающий силу международный скандал вокруг массовых расстрелов польских военнопленных в Катыни и других местах. В конце апреля немцы, узнав о массовых захоронениях, созвали международную медицинскую комиссию из представителей государств-сателлитов и оккупированных стран для изучения вещественных доказательств. Польское правительство в изгнании, находящееся в Лондоне, потребовало полного расследования силами Международного Красного Креста. Сталин гневно утверждал, что найденные останки принадлежали жертвам гитлеровцев, а тот, кто в этом сомневается, «помогает и содействует Гитлеру». 26 апреля Москва разорвала дипломатические отношения с польским правительством в Лондоне. 4 июля в авиационной катастрофе погиб генерал Сикорский. «Либерейтор», на борту которого находился глава польского правительства, был перегружен, во время взлета произошло смещение груза в хвостовую часть и нарушение центровки самолета. Неудивительно, что после разоблачений, связанных с катыньскими событиями, и заявлений Сикорского о необходимости тщательно расследовать открывшиеся факты, поляки заподозрили диверсию.

15 мая Сталин, явно с целью успокоить Англию и особенно США, которые оказывали СССР существенную помощь по ленд-лизу, объявил о роспуске Коминтерна. Этот жест доброй воли также должен был отвлечь внимание от катыньских расстрелов. На самом деле Коминтерн, возглавляемый Георгием Димитровым, Дмитрием Мануильским и Пальмиро Тольятти, продолжал работать под эгидой Международного отдела ЦК ВКП(б).

Жарким дождливым днем 4 июля моторизованные части дивизии Grossdeutschland и 11-я танковая дивизия наконец начали разведку боем первого эшелона советской обороны на южном, белгородском, направлении. Той же ночью саперные части Девятой армии Моделя начали работы по уничтожению проволочных заграждений и разминированию северного участка советской обороны. Захваченный в плен немецкий солдат во время допроса показал, что час Ч назначен на 03.00. Эту информацию немедленно передали командующему Центральным фронтом генералу Рокоссовскому, который отдал приказ начать массированную артподготовку по позициям Девятой армии Моделя из всех артиллерийских орудий, тяжелых минометов и «катюш». Жуков позвонил Сталину и сообщил, что битва, наконец, началась.

Войска Ватутина в южной части Курской дуги, также после допроса немецкого пленного, открыли упреждающий огонь по позициям Четвертой танковой армии Гота. И Девятая, и Четвертая немецкие армии задержали начало наступления на два часа. Более того, в немецких штабах засомневались, не начинают ли русские собственное наступление. Хотя потери немцев от упреждающего артобстрела были относительно невелики, он дал им понять, что Красная Армия ждет их, находится в состоянии полной боевой готовности, и ей известно направление их главного удара. Осознание этого факта, в сочетании с внезапно разразившейся грозой, поубавило оптимизма у наступающих.

На рассвете советская авиация сделала попытку нанести удар по немецким аэродромам, но они были практически пусты. Все немецкие машины уже находились в воздухе, и вскоре началось воздушное сражение, которое проходило с преимуществом немцев. В 5 часов утра по команде «танки, вперед!» в бой пошли немецкие танковые клинья. На южном участке «клинья» состояли из «тигров» и огромных самоходных артиллерийских установок (САУ), которые шли в центре, а на флангах – «пантеры» и танки T–IV. За ними шла пехота. «Пантеры», в спешке доставляемые прямо с конвейеров военных заводов в Германии, очень скоро продемонстрировали множество механических неполадок и часто загорались. «Тигры», хотя их насчитывалось менее 200 из 2700 немецких танков, задействованных в наступлении, все же представляли собой довольно мощный таран.

В германской армии боевой дух в это время был довольно высок. «Думаю, что русских мы побьем очень крепко», – писал фанен-юнкер зенитного дивизиона. Унтер-офицер 19-й танковой дивизии считал, что разрывы снарядов и сбитые советские истребители станут «отличными объектами для кинохроники. Боюсь только, никто не поверит, что это правда». Офицеры подбадривали солдат, рассказывая им, что Сталин начинает терять терпение, так как Англия не торопится с открытием Второго фронта. «Если они в ближайшее время рассорятся, – писал в письме домой солдат 36-й пехотной дивизии, – он предложит нам мир».