В первом эшелоне армии оборонялись четыре гвардейские стрелковые дивизии; две гвардейские стрелковые дивизии занимали вторую оборонительную полосу; одна стрелковая дивизия находилась в резерве; отдельная истребительная бригада была сосредоточена за центром армии, в районе Стариково-Купино; гвардейская танковая бригада располагалась в районе Нежеголя, танковая бригада и один танковый полк усиления - за стыком Воронежского и Юго-Западного фронтов, в районе Ефремовки, другой танковый полк - в районе Ближней Игуменки, третий - в районе Беловского (Беловской). Обе танковые бригады были дислоцированы между второй и армейской полосами обороны. Основной командный пункт армии находился в Старикове, на удалении 25 км от линии фронта.
Противотанковый резерв 7-й гвардейской армии состоял из отдельной истребительно-противотанковой артиллерийской бригады и одного истребительно-противотанкового артиллерийского полка, так что в составе армии оказалось семь полков истребительно-противотанковой артиллерии (168 76-мм орудий); на участке обороны 7-й гвардейской армии было установлено 66 746 противотанковых и 85 140 противопехотных мин, то есть около 3 мин на один погонный метр фронта.
Плотность сил и средств в полосе 7-й гвардейской армии составляла около 2 тысяч солдат и офицеров, 5 танков и САУ, 40 орудий и минометов на километр фронта.
Вместе с тем оборона на стыке 6-й и 7-й гвардейских армий Воронежского фронта получила дополнительное усиление. Этот стык обороняли четыре стрелковые дивизии: непосредственно на переднем крае располагались две дивизии (81-я и 375-я гвардейские дивизии 6-й и 7-й армий соответственно) и две - во втором эшелоне (73-я и 89-я гвардейские дивизии 6-й и 7-й армий). В глубине обороны за стыками указанных соединений было оборудовано шесть противотанковых районов, а также установлена особенно плотная сеть минных полей и заграждений. Для обеспечения стыка 6-я гвардейская армия выделила три артиллерийских и два минометных полка, а 7-я гвардейская армия - три артиллерийских и один минометный полк, всего 24 артиллерийских и минометных дивизиона. Во время наступления германские солдаты и офицеры назвали этот район Белгородским бастионом.
Кроме того, для усиления обороны важнейших направлений на Воронежском фронте были впервые широко применены минно-огневые фугасы, из которых устраивались огнебутылочные поля (минно-огневой фугас представлял собой ящик с девятнадцатью зажигательными бутылками, в центре которых помещалась мина с уменьшенным зарядом, так что при легком нажиме на крышку ящика мина взрывалась, разбивала бутылки; и горючая смесь вспыхивала, уничтожая живую силу и технику противника). Такие огнебутылочные поля протяжением по фронту от 200 до 2 тысяч м и глубиной до 80 м входили в общую систему противотанковых и противопехотных заграждений. Внутри этих полей фугасы располагались в шахматном порядке. К началу оборонительной операции в общей сложности было использовано до 300 тысяч бутылок с зажигательной смесью, но наибольшая насыщенность обороны минно-огневыми фугасами приходилась на участки 6-й и 7-й гвардейских армий.
К этому следует добавить, что западнее 6-й гвардейской армии на фронте протяженностью 50 км, от разграничительной линии с 6-й гвардейской армией до Краснополья, были развернуты семь стрелковых дивизий 40-й армии под командованием генерала Кирилла Москаленко (начальник штаба генерал Александр Батюня). На правом крыле армии располагались 161, 206 и 237-я стрелковые дивизии 47-го стрелкового корпуса (161-я дивизия во втором эшелоне), а на левом крыле - 100, 219 и 309-я стрелковые дивизии 52-го стрелкового корпуса. Первые эшелоны корпусов занимали главную полосу обороны, вторые - следующую, а 184-я стрелковая дивизия, находившаяся в резерве армии, - тыловой рубеж. В распоряжение командования 40-й армии были переданы танковая бригада, два отдельных танковых полка, две артиллерийские бригады (гаубичная и пушечная), истребительно-противотанковая артиллерийская бригада и шесть истребительно-противотанковых артиллерийских полков, гвардейский минометный полк, два минометных и два горных минометных полка, зенитно-артиллерийская дивизия, три батальона противотанковых ружей. Всего в составе частей и соединений 40-й армии насчитывалось 75-77 тысяч солдат и офицеров боевого состава, 1636 орудий и минометов, 237 танков (согласно другим данным, по состоянию на 5 июля 1943 года в 40-й армии Воронежского фронта насчитывалось около 92 тысяч человек списочного состава, 840 орудий, 1272 миномета, 159 исправных танков; по информации Генерального штаба Красной армии, собственно 40-й армии принадлежало 869 минометов калибров 82 и 120 мм, 393 противотанковых и 371 полевое орудие).
В ходе развернувшегося сражения 40-я армия послужила для командования Воронежского фронта источником оперативного получения и использования бронетанковых и артиллерийских резервов.
Таким образом, оборонительные возможности советских войск в полосе Воронежского фронта были весьма значительны. К тому же южнее Курска местность повышалась к северу, что давало преимущество оборонявшимся советским армиям. Главная, вторая и тыловая линии обороны в полосе 6-й гвардейской армии строились с учетом сложного рельефа местности, пересеченной долинами рек Ворскла и Псел, а также поймами их притоков и более мелких рек - Ворсклицы, Пены, Солотинки, Ольшанки, Запселца, Сажновского Донца, Липового Донца, других речушек и ручьев. Учитывая все это, командование 4-й танковой армии вермахта выбрало для прорыва узкие участки, прилегающие к основным транспортным магистралям и дорогам с твердым покрытием, на которых можно было сосредоточить и применить в бою подавляющее противника количество бронетехники. В то же время наступательные действия оперативной группы "Кемпф" против обороны 7-й гвардейской армии осложнялись необходимостью первоначального форсирования крупной водной преграды - реки Северский Донец.
В центре боевого порядка 4-й танковой армии, вдоль шоссейной дороги Томаровка-Выковка-Яковлево атаковали два пехотных полка 167-й пехотной дивизии, гренадерская моторизованная дивизия "Великая Германия", 3-я и 11-я танковые дивизии 48-го танкового корпуса (командующий генерал Отто Кнобельсдорф (Otto Knobelsdorff), усиленные 51-ми 52-м батальонами 39-го танкового полка
10-й отдельной танковой бригады, а также 911-м отдельным батальоном штурмовых орудий. Танковые и моторизованная дивизии насчитывали 432 танка и САУ ("Великая Германия" - от 202 до 210 танков и САУ, из которых 14 танков типа "Тигр", 3-я танковая дивизия - 104-105 боевых машин, 11-я танковая дивизия - от 118 до 126 боевых машин), в двух батальонах 39-го отдельного танкового полка
10-й танковой бригады было 200 танков типа "Пантера" и 4 боевые ремонтно-эвакуационные машины на базе этой модели, в 911-м отдельном батальоне - 31 штурмовое орудие. Всего соединения 48-го танкового корпуса насчитывали около 60 тысяч военнослужащих, 664-667 танков и САУ, дивизионные и корпусные артиллерийские части имели в своем составе 244 полевых орудия и 39 реактивных установок.
В соответствии с оперативным планом командующего 4-й танковой армией генерала Германа Гота (Hermann Hoth) 48-му танковому корпусу предстояло нанести главный удар правым флангом и прорвать линию обороны советских войск на рубеже Бутово-Черкасское, а затем продвигаться на север и северо-восток до рубежа реки Псел, держась на одной линии со 2-м танковым корпусом СС, пока это объединение будет наступать по направлению к Прохоровке. Такое оперативное построение должно было защитить левый фланг эсэсовских передовых частей от удара танковых соединений противника из района Обо-яни.
На правом фланге 4-й танковой армии, восточнее 48-го танкового корпуса, на участке до шоссейной дороги Белгород-Курск наступал 2-й танковый корпус СС (командующий обергруппенфюрер СС, генерал войск СС Пауль Хауссер (Paul Hausser) в составе трех танковых (танковогренадерских, панцер-гренадерских) дивизий: лейбштан-дарт СС "Адольф Гитлер" - по различным данным, в дивизии насчитывалось от 166 до 190 танков и САУ, "Мертвая голова" - от 183 до 194 боевых машин, "Рейх" - от 163 до 208 боевых машин. Левый фланг корпуса по реке Ворскле прикрывал 315-й гренадерский полк 167-й пехотной дивизии. В целом в эсэсовском танковом корпусе насчитывалось около 73 тысяч человек списочного состава; от 512 до 592 танков и САУ, из которых 42 танка типа "Тигр"; в дивизионных и корпусных частях полевой артиллерии было 179 полевых орудий, включая два тяжелых гаубичных полка и два артиллерийских батальона, а также 138 реактивных установок в двух полках (1-й учебный и 55-й полки) и одном дивизионе шестиствольных реактивных минометов (по 54 миномета калибров 150 и 210 мм в трех дивизионах каждого минометного полка).
2-му танковому корпусу СС требовалось прорвать первую и вторую линии обороны русских между Белгородом и Томаровкой, причем главный удар наносили смежные внутренние фланги дивизий лейбштандарт СС "Адольф Гитлер" и "Рейх".
Дополнительную артиллерийскую поддержку двух танковых корпусов 4-й танковой армии обеспечивал один моторизованный полк зенитной артиллерии из состава 9-й дивизии 1-го корпуса зенитной артиллерии 4-го воздушного флота (Командующий корпусом генерал Рихард Райман (Рейман, Richard Reimann).
На левом фланге 4-й танковой армии, западнее 48-го танкового корпуса, в полосе шириной около 50-55 км действовали 57, 255 и 332-я пехотные дивизии 52-го армейского корпуса (командующий генерал Ойген Отт (Eugen Ott). Корпус бронетехникой не располагал, на довольствии в нем состояло около 52 тысяч человек личного состава, корпусная полевая артиллерия насчитывала 91 орудие - корпусу был придан тяжелый гаубичный полк, артиллерийский батальон и одна батарея полевой артиллерии (по другим данным, в полосе корпуса было сосредоточено 190 орудий, в том числе 150-мм - 29, 105-мм - 83, 75-мм - 78 стволов, а также 77 минометов).
В задачи 52-го корпуса входило обеспечение растянутого западного фланга 4-й танковой армии на стыке с группой армий "Центр" в районе Краснополья - силами 57-й пехотной дивизии; нанесение отвлекающего удара на левом фланге ударной группировки 4-й танковой армии - силами 255-й пехотной дивизии; прикрытие левого фланга 48-го танкового корпуса - силами 332-й пехотной дивизии, которую планировалось выдвинуть вперед на волне удара танковых частей. Соответственно, командующий 52-м корпусом получил приказ так организовать действия находившихся в его распоряжении частей 255-й и 332-й пехотных дивизий в первый день операции, чтобы с максимальной скоростью продвигать их за частями 48-го танкового корпуса и прикрывать его левый фланг, построив боевой порядок уступом влево. Поскольку в ходе наступления эти действия расширяли участок фронта 57-й пехотной дивизии, штаб 4-й танковой армии проинструктировал генерала Отта поставить ей задачу исключительно на ведение обороны.
Всего, с учетом армейских и вспомогательных частей (до 16 тысяч военнослужащих), в 4-й танковой армии насчитывалось около 224 тысяч человек личного состава. Оба танковых корпуса 4-й танковой армии получили первоначальную задачу как можно быстрее прорвать первую полосу советской обороны и соединить смежные фланги в районе Яковлева, окружив часть стрелковых соединений 6-й гвардейской армии. В качестве задачи первого дня наступления перед танковой армией был поставлен выход к реке Псел, форсирование реки и продвижение передовыми частями до линии Прилепы-Обоянь. В приказе на наступление генерал Герман Гот подчеркивал, что оба корпуса должны уделять особое внимание обеспечению постоянной и адекватной защиты внешних флангов. Для этой цели каждому из корпусов передавались в подчинение дополнительные пехотные части - гренадерские полки 167-й и 332-й пехотных дивизий.
В районе юго-восточнее Белгорода развернулись соединения оперативной группы "Кемпф", которая получила задачи, во-первых, удерживать силами 42-го пехотного корпуса полосу обороны протяженностью около 40-45 км на реке Северский Донец от пункта юго-восточнее Харькова до района севернее Волчанска; во-вторых, ударная группировка в составе 11-го пехотного и 3-го танкового корпусов должна была активными действиями обеспечить операции по прорыву с участка Волчанск-Белгород на Корочу, Ско-родное и далее на восток и северо-восток. 42-й армейский корпус, которым командовал генерал Франц Маттенклотт (Franz Mattenklott; по некоторым данным, в период Курской битвы обязанности командующего корпусом исполнял генерал Антон Достлер (Anton Dostler), включал 39, 161 и 282-ю пехотные дивизии, усиленные 77-м полком зенитной артиллерии 10-й дивизии 1-го корпуса зенитной артиллерии, двумя саперными полками, двумя тяжелыми истребительно-противотанковыми батальонами (560-й батальон тяжелых истребительно-противотанковых самоходных установок/- 45 САУ, а также батальон "С", вооруженный 88-мм буксируемыми противотанковыми орудиями, - с 19 июля 1943 года преобразован в 663-й тяжелый армейский противотанковый дивизион).
Основным силам 3-го танкового корпуса под командованием генерала Германа Брейта (Hermann Breith), включавшим три танковые и одну пехотную дивизии (168-я пехотная дивизия, 6-я танковая дивизия - по различным данным, насчитывала 117-120 танков и САУ, 7-я танковая дивизия - от 112 до 130 боевых машин, 19-я танковая дивизия -