9 июля немецкое командование производило перегруппировку и возобновило наступление только 10 июля. В. Хаупт так описывает события этого дня:
«Генерал-лейтенант фон Эзебек принял командование ударной группой, составленной из 2-й, 4-й и 20-й танковых дивизий, которая 10 июля после короткой артиллерийской подготовки и атак эскадрилий пикирующих бомбардировщиков перешла в наступление. Ударная группа к вечеру этого дня вышла на рубеж Теплое, западная окраина Самодуровки. 4-я танковая дивизия при этом смогла даже прорваться на холмистую местность юго-западнее этого района, а 2-я танковая дивизия втянулась в ожесточенные бои западнее Кутырок. Оборону противника ни на одном из участков прорвать не удалось…
Уже в ночь на 11 июля стало окончательно ясно, что прорыв успеха уже не принесет. Генерал-фельдмаршал фон Клюге поэтому сразу же снял две резервные дивизии группы армий с направления на Ольховатку. Той же ночью генерал-полковник Модель отдал приказ на наступление 46-му танковому корпусу, по которому корпус должен был атаковать высоты под Никольским (то есть те же самые, что и соседний 47-й танковый корпус)… И все же к вечеру стало ясно, что операция „Цитадель“ топчется на месте. Теперь на всех участках фронта объединения Красной Армии начали наносить контрудары».
11 июля на участках Западного и Брянского фронтов, охватывающих Орловский плацдарм, началась широкомасштабная разведка боем. Модель уже в ночь на 12 июля, еще не имея санкции Клюге, решил прекратить наступление, чтобы иметь возможность перебросить войска ударной группировки для обороны плацдарма.
Рокоссовский с гордостью писал в мемуарах:
«Нам не понадобилось воспользоваться резервами Ставки, справились без них, потому что правильно расставили силы, сосредоточили их на том участке, который для войск фронта представлял наибольшую угрозу. И враг не смог одолеть такую концентрацию сил и средств. Воронежский же фронт решал задачу обороны иначе: он рассредоточил свои силы почти равномерно по всей полосе обороны. Именно поэтому, на мой взгляд, враг смог здесь продвинуться на сравнительно большую глубину, и, чтобы остановить его, пришлось втянуть в оборонительное сражение значительные силы из резерва Ставки».
К тому времени немецкое командование признало неосуществимость «Цитадели» в ее первоначальном варианте, предусматривающем окружение и уничтожение основных сил двух советских фронтов (более миллиона человек) в районе Курского выступа. В этот день в дневнике ОКВ появилась следующая запись: «В ходе операции „Цитадель“ русский ударный клин был сужен и фронт у Белгорода очищен. 9-я армия продвинулась только на 2–3 км из-за упорного сопротивления противника. Так как быстрый успех не был достигнут, речь идет теперь о том, чтобы при минимальных собственных потерях нанести максимальный урон противнику». Последние попытки наступления в рамках осуществления «Цитадели» немецкое командование фактически рассматривало лишь как средство истощения советских войск.
По справедливому мнению маршала А. Е. Голованова, «результаты битвы на Курской дуге были бы еще большими, если было бы принято предложение Константина Константиновича об едином командовании, то есть объединении двух фронтов — Воронежского и Центрального в один, ибо стратегическое положение этих фронтов требовало единого руководства. Большинство тогда вместе с Верховным не согласилось с этим, и все же Рокоссовский оказался прав».
15 июля войска Центрального фронта перешли в наступление на Орловский плацдарм с юга. С севера 12 июля на этот плацдарм наступали войска Брянского и Западного фронтов, которые 11 июля провели сильную разведку боем, что и вызвало прекращение немецкого наступления. Командующий 9-й армией генерал-полковник Модель, получив первые донесения о начале советского наступления на Орловский плацдарм, уже утром 12 июля снял с фронта «Цитадели» 12-ю танковую и 36-ю моторизованную дивизии и перебросил их в район Мценска. В 8.00 за ними последовали все артиллерийские дивизионы резерва Верховного главнокомандования. Вечером также 18-я и 20-я танковые дивизии и 848-й артиллерийский дивизион резерва Верховного главнокомандования из состава ударной группировки двинулись в угрожаемый район восточнее Орла. Действия Моделя были одобрены Клюге и Гитлером. 12 июля Модель был назначен по совместительству командующим 2-й танковой армией, чтобы обеспечить скорейшую передачу туда соединений из 9-й армии.
Рокоссовский вспоминал:
«…Весь замысел сводился к раздроблению орловской группировки на части, но рассредоточивал и наши войска. Мне кажется, что было бы проще и вернее наносить два основных сильных удара на Брянск (один — с севера, второй — с юга). Вместе с тем необходимо было предоставить возможность войскам Западного и Центрального фронтов произвести соответствующую перегруппировку. Но Ставка допустила ненужную поспешность, которая не вызывалась сложившейся на этом участке обстановкой. Поэтому-то войска на решающих направлениях (Западного и Центрального фронтов) не сумели подготовиться в такой короткий срок к успешному выполнению поставленных задач и операция приняла затяжной характер. Происходило выталкивание противника из орловского выступа, а не его разгром. Становилось досадно, что со стороны Ставки были проявлены торопливость и осторожность. Все говорило против них. Действовать необходимо было продуманнее и решительнее, то есть, повторяю, нанести два удара под основание орловского выступа. Для этого требовалось только начать операцию несколько позже.
Мне кажется, что Ставкой не было учтено и то обстоятельство, что на орловском плацдарме неприятельские войска (2-я танковая и 9-я армии) находились свыше года, что позволило им создать прочную, глубоко эшелонированную оборону.
Кроме того, к началу нашего наступления орловская группировка противника значительно усилилась».
В докладе старшего офицера Генштаба при штабе Центрального фронта полковника Фомина, составленном 24 июля 1943 года, отмечалось:
«Не достигнув оперативного успеха в боях 5–6 июля, противник 7 и 8 июля, продолжая наступательные действия, вводит в бой из второй линии 2,4 тд и 31, 292 пд и рокирует 18 тд из района Протасово в район Поныри и в течение 8–11 июля предпринимает упорные атаки на участке Поныри, Гнилец, стремясь прорваться в южном и юго-западном направлениях.
Несмотря на то, что противник ввел на фронте 23–25 км пять танковых и до шести пехотных дивизий, все его попытки прорвать нашу оборону оказались безуспешными.
Понеся огромные потери (до 50 % в танках и свыше 50 % в живой силе), к 11.7.1943 г. противнику удалось, оттеснив наши части, продвинуться в глубь нашей обороны на 6–15 км и выйти на рубеж Тросна, Сидоровка, (иск.) Поныри, Березовый Лог, Битюг, Кашара, Самодуровка, Гнилец, Дегтярный, Обыденки, Измайлово.
Будучи в непрерывных и упорных боях измотан нашими войсками и потеряв ударную силу, противник начал закрепляться на достигнутом рубеже, отводя свои подвижные соединения в глубину обороны».
Общий вывод сводился к тому, что «войска Центрального фронта приобрели большой боевой опыт и умение вести упорные оборонительные бои на изматывание и обескровливание противника, сохраняя силы для последующего удара.
Изжита имевшая ранее место танко- и авиабоязнь. Войска умело, мужественно и стойко отражали массированные атаки авиации и танков, в том числе мощных танков „тигр“, сопровождаемых самоходными орудиями „фердинанд“, развеяв тем самым миф о неуязвимости и сокрушительной ударной мощи этих новых средств борьбы».
12 июля, по итогам оборонительного сражения, Рокоссовский издал директиву о взаимодействии пехоты с противотанковой артиллерией, поскольку в отсутствие пехотного прикрытия расчеты противотанковых орудий несли большие потери от автоматчиков противника, располагавшихся на броне танков. Рокоссовский потребовал обеспечить артиллеристам пехотное прикрытие.