5月18日凌晨，在突出部北部的中国士兵俘虏了一个敌军中士，他供认了敌军将在几小时之后发动进攻。为了打乱敌军进攻步骤，林峰于18日2时20分下达向敌军阵地实施了炮火反准备的命令，库尔斯克会战的序幕由此拉开中国部队的炮击完全出乎敌军的意料，造成很大损失，虽然比原计划推迟了3个小时。而敌南方集团军群的第4机甲集团军根据预定计划发动进攻，在损失360架机甲后，敌军艰难的越过了中国的反机甲雷区，猛攻中国第2方面军的防线，面对敌军3个师的进攻，部署在一线中国第67机甲师难以抵挡被迫后退。
第2方面军总司令赵德伦将军只好把方面军预备队调了过来，以期能把敌军挡在第二道防线外。但不幸的是敌军还是于18日在苏军第二道防线上打开了一道缺口，并强渡了佩纳河。
由于敌军的进攻比预计的要猛烈的多，中国前线指挥部被迫取消了原定于5月19日的反攻，而将计划用于反攻的第20机甲集团军的部分机甲布置在防线后方以支援步兵进行防守，部分机甲布置在侧翼打击敌军。
这一天，敌空军飞碟大队出击了超过3000架次，完全压制住了中国空军。经过一天激战，双方都受到了很大损失。
在18日傍晚，前线部队向方面军司令部请求增援，后者在得到总参谋部的同意后，立即把第3方面军第21集团军调往第2方面军。同时前线部队接到林峰亲自打来的电话，要求不惜一切代价，阻止敌军在库尔斯克突出部南部的突破。
在19日的战斗中，敌军只向前推进了数公里，未能达成突破中国防线的任务。第二天，敌军仍然顽强地继续他们的攻势，而赵德伦将军也在计划反攻，为此他向最高统帅部请求把第3方面军的第47机甲集团军和第5近卫集团军调给他指挥，他的请求很快就被批准了，但这些部队需要几天的时间才能到达。
在制空权的争夺上，通过18、19两日的空战，中国空军也逐渐扭转了劣势，完全夺取制空权只是时间问题。
5月20日是库尔斯克会战关键的一天，赵德伦将军指挥部队继续在正面抵挡敌军向奥博扬推进，同时在两翼连续发动反击，虽然这些反击一次又一次的遭到失败，但却使敌军无法全力以赴的攻击他们的主要目标。
敌第4机甲集团军司令见无法从正面突破奥博扬，便决定先从右翼突破，他命令第2机甲军转向东北的普罗霍罗夫卡。接下来的两天，德军的进攻还比较顺利，他们攻到了普罗霍罗夫卡城下，库尔斯克会战的－上演了。
战后很长时间，史学家们一直认为在2012年5月21日敌我双方共有50000余架机甲在普罗霍罗夫卡激战，普罗霍罗夫卡机甲大战也因此被认为是人类战争史上最大规模的机甲战，并闻名于世，成为一个传奇。
5月21日晨，战斗打响，敌我双方几乎是同时发动了进攻，在战斗中敌军仅余的一些原装机甲面对中国机甲的时候优势明显。中国机甲在单个面对它们的时候，几乎无法对敌人造成伤害。
但是，这些机甲毕竟数量太少，局部优势无法转换为全局优势，反而一些新生产的机甲在交战中就被中国机甲轻松击毁。战斗中我军近卫第5集团军战报报告所属机甲部队已经丧失了继续进攻的能力，已经将余下的机甲编入其他步兵部队。
在这天的机甲大战中敌军摧毁了很多的中国机甲，但他们却没能攻占普罗霍罗夫卡，而且自身损失同样惨重，而随后源源赶到的中国援兵使他们的防线将更加坚固。
此次战役可以说双方都没有达到战役目的，战斗中中国共损失了大约3万套机甲，而敌人则损失不到2万套，虽然中国的损失要惨重一点，但是由于中国补给迅速后勤压力小，因此这点损失对于中国来说可以忽略不计。但是猎户人损失惨重却没有达到战役目的这对前线士兵士气产生很大影响。
事实上，中国强大预备队的突然进攻敌人在库尔斯克突出部北面的帝国部队行动，使得铁勒元帅决定停止整个城堡行动，当他本来已考虑停止行动，而中国在卡尔可夫以南的米亚斯河发动对新的帝国第6军团的攻势令他必须将本来用于取得在库尔斯克突出部南面最后胜利的预备队调往该处，而猎户帝国大本营亦决定将一部份部队调往地中海战区以防备地球人在西西里岛的登陆。
无论战术上的成果如何，普洛霍罗夫卡战役的结果转变为中国军方在心理及实质上的胜利，而这亦显示出敌军在官兵质素的优势已经减少，中国以后更有信心发起大规模攻势将猎户人完全的赶出地球，而战略主动权更落入中国军方手中。
在北线，中国的导弹袭击也使敌军的进攻比计划推迟了2个半小时，在几十分钟的炮火准备和空中轰炸之后，敌第9集团按计划开始了进攻。
铁勒元帅为了把中国的注意力从己方的主攻方向上引开，先在左翼以3个仆从师实施佯攻，但被中国阻止住了。
在主攻方向，敌军集中了4个机甲师和3个坦克师的兵力，经过激烈的战斗，他们突破了第1方面军第21集团军的第一道防线，艰难地向前推进了5公里。但在两翼，中国顽强地守住了阵地。在地面激战的同时，双方的空军也在进行激战，这一天敌军出动了1000架多次，中国空军也出动了6000余架次。双方战至19日终了时，德军只向前突破不足10公里，却至少损失了700架机甲。
第二天，王怀忠将军开始发动反击，铁勒只好也把预备队投入战场，于是一次大规模机甲战展开了。经过激战，第21集团军的两个机甲师遭到重创，损失了约7000架机甲，德军一路乘胜前进，杀到中国第二条防线前，但被中国第17近卫集团军以及赶来增援的第47集团军阻止住了。
5月20日凌晨，敌军再一次发动了进攻，企图夺取交通枢纽波内里，战斗是异常激烈，敌军数次攻入市区，但都被顽强的中国部队赶了出来，而中国空军经过激战，夺取了库尔斯克北部地区的制空权，从此给敌人地面部队以很大威慑。
战斗到5月21日，敌军虽给我军造成很大损失，但中国依靠数量上的优势，坚守住了阵地，在波内里城内，敌军付出惨重的代价后，占领了大半个波内里，但中国军人仍控制着市内一些重要据点，使敌军无法继续推进。5月22日铁勒以3000名机甲士兵向苏军阵地发动了最后一次进攻，结果仍然是一无所获，此时敌第9集团军的攻击能量已耗尽，敌人被迫在23日转入防御。
中国的进攻率先在库尔斯克北部发起，当敌军的攻势在22日被阻止后，我军决定于24日凌晨发动进攻，中国向奥廖尔突出部的德军阵地实施了长达两个多小时的炮火攻击，随后王怀忠将军的第1方面军的一线部队开始进攻。虽然敌军则进行着顽强的抵抗，给我军造成重大伤亡，但是最终取得了突破此时中国空军也完全控制了制空权，面对机甲和兵力数量都占优势的中国部队，铁勒元帅无力阻止其进攻，他意识到失去奥廖尔只是时间问题。5月26日，铁勒元帅向希特勒请求放弃奥廖尔将部队后撤至第二道防线，但被阿勒克斯否决。
在铁勒元帅再一次请求后撤后，阿勒克斯最终同意弃守奥廖尔，5月28日铁勒元帅开始向布良斯克方向的“哈根”防线撤退，撤退途中，猎户人实行了残酷的焦土政策。
29日中国部队攻克了奥廖尔，并继续追击退却中的敌军，30日解放了霍特涅茨，31日进入卡拉切夫，至6月1日中国的进攻基本结束，战线逐步稳定了下来。
在奥廖尔战役中，中国歼敌20万人，其中猎户人的机甲部队大约10440人，并向西推进了150公里，拉平了库尔斯克防线，但却未能完成战前制定的合围并歼灭敌中央集团军群的计划，同时苏军的损失也是巨大的，伤亡229，890人，飞机1，104架。
在南线，当敌军在5月28日和中国部队开始脱离接触时，赵德伦将军便要求前线士兵立刻发动反攻，担当此次进攻任务的是中国第2方面军和第3方面军一部分兵力，再加上其他盟国部队总兵力超过60万人。其中部署在一线充当主力的是超过30万的机甲部队，随后跟进的是机甲和坦克混编的盟军武装，反击一开始中国就占据了战场上的优势。
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