中央集团军群所属的莫德尔上将的第九集团军在库尔斯克突出部北部，该集团军共有二十一个德国师和三个匈牙利师，三十三万五千人，其中有六个坦克师，共有五百九十辆坦克，四百二十四门火炮。
在突出部的中部是德中央集团军群的第二集团军，九万六千人，他们在这个攻势中，将起辅助作用，主要任务是保持突出部南北的德军间的联系。
在突出部南部是曼斯坦因的南方集团军群，包括霍特将军的第四装甲集团军和肯普夫集群。第四装甲集团军下辖第五十二步兵军、第四十八装甲军和第二党卫装甲军共二十二万四千人，九百二十五辆坦克，七百零四门火炮;右翼的肯普夫集群，拥有十个师，十二万六千人，三百四十四辆坦克和二十五门火炮。
此外，还有约二十个师部署在上述各突击集团的翼侧。第四航空队、第六航空队的航空兵负责支援陆军。这样德军的进攻总兵力达到九十余万人，火炮和迫击炮约一万门，坦克和自行火炮两千七百辆，飞机两千零五十架。德军为这次进攻还投入了大量新式兵器包括“虎”式、“豹”式坦克“虎式反坦克歼击车”和“斐迪南式反坦克歼击车”以及“胡蜂”等自行火炮，以及“福克沃尔夫190a”式战斗机和“汉克尔129”式攻击机。
当希特勒和他的将军们为“堡垒”计划争吵不休的时候，苏军也在计划下一步的行动。沃罗涅日方面军司令瓦图京大将主张发动一场先发制人的进攻，以打乱德军的进攻准备并夺回在哈尔科夫战役中失去的战略主动权，斯大林本人也倾向于这一方案，而朱可夫、华西列夫斯基等则认为苏军应先保持防御状态，以坚强的防御消耗掉德军进攻能量，摧毁其装甲兵力，然后再发动反攻。此时，根据前线的侦查和间谍情报都预示德军将对库尔斯克突出部的苏军展开大规模进攻，在四月十二日的一次会议上，斯大林最终被说服，采纳了朱可夫的计划。于是苏军开始在库尔斯克转入了积极的防御准备。
前前沿阵地，苏军精心地设计他们的防御，构筑了数道防线，防御纵深超过一百英里，整个防御体系由大量互相紧密配合的战壕、铁丝网、反坦克火力点和反坦克沟壕以及雷区组成，在德军最可能的进攻方向上，聚集了大量的兵力和火力。
在库尔斯克突出部北部，正对着德中央集团军群方向的是罗科索夫斯基的中央方面军，包括第七十集团军、第十三集团军、第四十八集团军、第六十集团军、第六十五集团军以及第二坦克集团军，总兵力达七十一万一千人，一万一千门大炮和迫击炮，一千七百八十五辆坦克和自行火炮。由于苏军认为强大的德中央集团军群会担当此次德军的主攻，苏军在这个方向的力量也是最强的，朱可夫元帅也亲自在此坐镇指挥。
在库尔斯克突出部南部，面对德南方集团军群的是瓦图京的沃罗涅日方面军，下辖第六近卫集团军、第七近卫集团军、第四十集团军、第三十八集团军、第六十九集团军、第一坦克集团军以及步兵第三十五军，总兵力六十二万五千人，八千七百一十八门大炮和迫击炮，一千七百零四辆坦克和自行火炮。
在中央方面军和沃罗涅日方面军的后方是科涅夫的草原方面军，它的任务是当前方两个方面军形势吃紧时，向它们提供增援，而一旦库尔斯克防线被德军突破，它将成为最后一道防线，而当苏军转入反攻时，它将提供新鲜的兵力。该方面军辖近卫第四集团军、第五集团军、第二十七集团军、第四十七集团军、第五十三集团军、近卫第五坦克集团军、近卫第三集团军、第五骑兵军、第七骑兵军、近卫第四坦克军、近卫第一机械化军、第三机械化军，总兵力为五十七万三千人，八千五百一十门大炮和迫击炮，一千六百三十九辆坦克和自行火炮。
就本次战役战备而言，库尔斯克战役比以往任何一次大规模反攻战役的准备都好，在莫斯科会战时，苏军只有十七个兵力不多的诸兵种合成集团军参加，没有坦克集团军;在斯大林格勒战役时，参战部队增加到十四个诸兵种合成集团军，一个坦克集团军和几个坦克军;而在库尔斯克战役时，共有二十二个强大的诸兵种合成集团军，五个坦克集团军和六个空军集团军以及大量远程航空兵部队参加。苏军三个方面军对德国第九集团军和第二集团军、第四装甲集团军和肯普夫集群在兵力上占优势，同时在坦克上也占优势，防御纵深达三百公里，另外还可以得到空军约两千九百架飞机支援。在兵力构成上，炮兵团首次超过了步兵团，，在威胁最大的中央方面军第十三集团军的正面，每英里防御正面可以得到一百四十八门火炮支援，远远超过了德军为发动进攻而拼凑的数目。此外，索科罗夫斯基的西方方面军、波*夫的布良斯克方面军以及西南方面军的第五十七集团军和第二坦克军也被部署到了库尔斯克地区，以应付随时可能出现的复杂局面。
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