Na lewej flance miał nacierać XLVIII Korpus Pancerny z zadaniem zajęcia miejscowości Obojań i stamtąd uderzenia na Kursk. Natomiast na prawej flance do akcji został wprowadzony III Korpus Pancerny, który miał przekroczyć rzekę Doniec w rejonie Rżawca i uderzyć na skrzydło sowieckiej 69. Armii stojącej w rejonie Prochorowki. Niemieckie natarcie uprzedziło planowane przez Stalina kontruderzenie.

Wokół Prochorowki rozegrała się największa bitwa pancerna drugiej wojny światowej. Dywizja nacierała na dywizję, pułk na pułk, batalion na batalion, kompania na kompanię, czołg na czołg. Załogi po obu stronach walczyły z wielką determinacją. Bitwa była starciem mężnych, odważnych przeciwników. W znalezionym po walkach liście niemieckiego pancerniaka możemy przeczytać: „zaczęła się piekielna bitwa. Szliśmy przez cały dzień bez zaopatrzenia. Rosjanie próbowali zatrzymać nas zmasowanym atakiem czołgów. (...) W ciągu dnia stoczyliśmy cztery boje. (...) Tego dnia mój pułk zniszczył 62 czołgi wroga. (...) Do dzisiaj moja kompania zniszczyła 43 sowieckie czołgi. Tylko jeden z naszych czołgów nie miał żadnych uszkodzeń. Wśród nas zawiązało się braterstwo krwi. (...) Piszę ten list w oczekiwaniu na rozpoczęcie następnego boju”.

„Zgodnie z wcześniejszym planem – wspominał marszałek Żukow – Kwatera Główna podciągnęła ze swojego odwodu do rejonu Prochorowki 5. Armię Gwardii i 5. Armię Pancerną Gwardii i rano 12 lipca wprowadziła je do walki. 5. Armia Pancerna w momencie wejścia do walki liczyła około 800 czołgów T-34 i dział pancernych”.

12 lipca sowieckie XVIII i XXIX Korpusy Panc. rozpoczęły natarcie na czołowe oddziały LAH. O godz. 6 Grupa Bojowa z „”LAH została zaatakowana na linii Prochorowka – Petrowka przez 50 sowieckich czołgów. Bitwa trwała około dwóch godzin. Dowódca plutonu z 3. Kompanii 2. Pułku Grenadierów Pancernych SS ppor. Gührs pisał: „Sowieci zaatakowali rano. Przetoczyli się przez nas. Walczyliśmy żołnierz przeciwko żołnierzowi, wyskakiwaliśmy z naszych okopów, ściągnęliśmy z naszych samochodów pancernych magnetyczne miny przeciwczołgowe i przymocowywaliśmy je do pojazdów wroga. To było piekło. O godz. 9 rano nadal trzymaliśmy się na polu walki. Umożliwiliśmy naszym czołgom szczęśliwie wyjść cało z tej pułapki. Moja kompania zniszczyła 15 sowieckich czołgów”.

Obszar, gdzie rozegrała się największa bitwa pancerna drugiej wojny światowej, miał powierzchnię około 5 km kw. Gdy czołgi sowieckich brygad pancernych wbiły się w ugrupowanie II Korpusu Pancernego SS, nie mogło już być mowy o jakimkolwiek dowodzeniu walczącymi oddziałami przez gen. Haussera. Bitwa stała się indywidualnym pojedynkiem czołgów walczących ze sobą na bardzo bliski dystans. Oddziały niemieckie nie mogły wykorzystać swojej taktyki pancernej, która dawała bardzo dobre rezultaty w walkach na odległość z przeważającymi siłami wroga. Tygrysy, które posiadały gruby pancerz przedni i boczny, a także potężne działo kal. 88 mm, w tym boju nie mogły wykorzystać swych atutów. Kurz unoszący się nad polem bitwy przesłaniał widoczność i umożliwiał podejście T-34 na bardzo bliską odległość do tygrysów. Zdarzało się, że gdy zabrakło amunicji, czołgi taranowały się nawzajem. Wieczorem na polu bitwy pod Prochorowką pozostało 220 zniszczonych czołgów sowieckich i 150 niemieckich.

W czasie zażartych walk na lewym skrzydle II Korpusu Pancernego SS dywizja „Totenkopf” starła się z sowieckimi XXXI Korpusem Pancernym i XXXIII Korpusem Strzeleckim. Dla wziętych do niewoli esesmanów żołnierze sowieccy nie mieli litości. Większość została rozstrzelana na miejscu. Na prawym skrzydle, gdzie posuwała się dywizja „Das Reich”, uderzył 2. Korpus Panc. Gwardii i 2. Korpus Panc. Sowieckie jednostki wykorzystały lukę, jaka powstała pomiędzy II Korpusem Panc. SS a III Korpusem Panc. z Grupy „Kempf”. Ten ostatni został zatrzymany 15 km od Prochorowki przez V Korpus Zmechanizowany Gwardii.