С 10 июля противник переносит основные усилия на прохоровское направление, рассчитывая прорваться к Курску в обход Обояни. Благодаря принятым мерам по усилению угрожаемого направления, мужеству и героизму советских воинов противник за два дня – 10 и 11 июля – продвинулся всего на 6–7 км. Создалось впечатление, что он начал выдыхаться. Ватутин и Василевский пришли к выводу, что решительного срыва наступления врага и разгрома его вклинившейся группировки можно добиться только мощным контрударом войск Воронежского фронта, усиленного за счет стратегических резервов.
С вводом в сражение двух гвардейских армий количественное превосходство в силах и средствах над противником на прохоровском направлении стало еще большим. В контрударе Воронежского фронта участвовали пять армий – 5, 6 и 7-я гвардейские общевойсковые, 5-я гвардейская и 1-я танковые. Судя по привлекаемым силам и задачам, поставленным армиям, фронтовой контрудар преследовал решительную цель – окружить основные силы вклинившейся группировки противника, завершить ее разгром и восстановить утраченное положение. В случае успеха контрудар должен был перерасти в контрнаступление. Основную роль в осуществлении этого замысла должна была сыграть 5-я гв. танковая армия, которая наносила удар с рубежа Веселый, Михайловка, Ямки, Беленихино (планировавшийся ранее более выгодный рубеж ввода армии в сражение – Васильевка, совхоз Комсомолец, Беленихино накануне был захвачен противником) в направлении на Грезное, Бол. Маячки, Яковлево совместно с частью сил 5-й гв. армии.
В ходе контрудара юго-западнее Прохоровки произошел бой между основными силами 5-й гв. танковой армии и 2-м танковым корпусом СС. Командующий танковой армией в своих мемуарах написал, что 12 июля 1943 года произошло беспримерное в истории войн по своему размаху встречное танковое сражение, широко известное под названием Прохоровского побоища. На небольшом участке местности с обеих сторон одновременно участвовали свыше 1500 танков, значительное количество артиллерии и крупные силы авиации. Далее он сделал вывод, что в результате удара, нанесенного 5-й гв. танковой армией во взаимодействии с другими войсками, главная вражеская группировка, наступавшая на Прохоровку, была разгромлена. По его мнению, 12 июля стало днем кризиса немецкого наступления – фашистское командование вынуждено было отказаться от наступления и перейти к обороне.
Столь явное преувеличение заслуг армии (и ее командования) вызвало реплику из уст Г.К. Жукова о нескромности командарма. В целом контрудар замедлил продвижение врага, но поставленных Ставкой ВГК целей по ряду причин полностью достичь не удалось. Не удалось и перехватить инициативу, что серьезно осложнило дальнейшие действия войск фронта. Оборонительные бои в районе Прохоровки приняли довольно затяжной характер и продолжались до 16 июля включительно.
