Wybrzuszenie orłowskie obsadzała 2 Armia Pancerna składająca się z trzech korpusów armijnych (XXXV, LIII i LV). Siły niemieckie liczyły ok. 600 tys. żołnierzy, ponad 7000 dział i moździerzy, 560 czołgów i dział szturmowych (230–240 w pierwszej linii) oraz 1100 samolotów. Rozmieszczenie oddziałów niemieckich było nierównomierne. W pasie działania 13 Armii Frontu Centralnego znajdowały się trzy dywizje pancerne, a w pasie działania 48 i 70 Armii tego samego frontu czołgów w ogóle nie użyto. Ponadto wiele oddziałów pancernych i artylerii przeciwpancernej nie było przygotowanych do działania. Na głównych kierunkach natarcia Armia Czerwona zapewniła sobie sześciokrotną przewagę w ludziach, podobną w artylerii i prawie trzykrotną w czołgach.
Przebieg operacji thumb|left|Mapa wybrzuszenia orłowskiego. Widoczne postępy niemieckich oddziałów w ataku na wybrzuszenie kurskie i kontrofensywa jednostek Frontu Zachodniego i Briańskiego 12 lipca o godz. 5:10 radziecka artyleria i lotnictwo bombowe przeprowadziły przygotowanie do szturmu, który rozpoczął się o 5:40 z północy i północnego wschodu. Do godz. 10:00 główna linia obrony została złamana w trzech miejscach i do akcji wprowadzono czołgi 4 Armii Pancernej. Jednak do 16:00 Niemcy zdołali podciągnąć rezerwy i zahamować atak.