К 23 июля 1943 года советские войска в основном восстановили положение, которое занимали до начала Курской оборонительной операции, и приступили к подготовке наступления на белгородско-харьковском направлении. Им противостояли 4-я танковая армия, оперативная группа «Кемпф» (с 16.0S.1943 г. — 8-я полевая армия). Их поддерживала авиация 4-го воздушного флота группы армий «Юг» (генерал-фельдмаршал Э. Манштейн). Немецкие войска насчитывали до 300 тысяч человек, свыше 3 тысяч орудий и миномётов, до 600 танков и штурмовых орудий и более 1 тысячи самолётов. Противник занимал хорошо подготовленную в инженерном отношении оборону, включавшую семь оборонительных рубежей обшей глубиной до 90 км. Стремление вражеского командования удержать белгородско-харьковский плацдарм объяснялось тем, что он прикрывал с севера донбасскую группировку и рассматривался гитлеровскими стратегами как ворота, запиравшие выход на Украину.
Несмотря на то, что план наступательной операции на белгородско-харьковском направлении разрабатывался еще до начала Курской битвы, с завершением оборонительного сражения Воронежский и Степной фронты не смогли без оперативной паузы приступить к ее проведению. Они понесли большие потери, израсходован и значительную часть резервов и материальных средств. В связи с этим Ставка ВГК предоставила командующим фронтами время на подготовку войск к наступлению.
Замысел операции состоял в том, чтобы, не производя сложных перегруппировок войск, мощным фронтальным ударом смежных крыльев Воронежского (генерал армии Н.Ф. Ватутин) и Степного (генерал-полковник И.С. Конев) фронтов прорвать оборону противника северо-западнее Белгорода и, развивая успех подвижными соединениями на Богодухов, Ватки, Новая Водолага, рассечь группировку врага на части с последующим охватом и разгромом сё основных сил в районе Харькова. Вспомогательный удар в обход Харькова с юга наносила 57-я армия Юго-Западного фронта. Для обеспечения действий главной группировки с запада Воронежский фронт частью сил наступал на Ахтырку.
Подготовка наступления проходила в крайне ограниченные сроки (10 суток), что потребовало от командования и войск большого искусства и напряжённых усилий. В начале августа она была завершена. К этому времени в составе Воронежского и Степного фронтов насчитывалось свыше 1.1 млн человек, более 12 тысяч орудий и миномётов, 2,4 тысячи танков и САУ, 1,3 тысячи самолётов. Советские войска имели превосходство над противником в людях в 3,3 раза, артиллерии и танках — в 4 раза и авиации (с учётом 200 самолётов авиации дальнего действия, части сил 17-й воздушной армии Юго-Западного фронта и авиации ПВО) — в 1,5 раза. На направлениях главных ударов фронтов, благодаря искусному массированию сил и средств, это превосходство было ещё выше. Для развития тактического успеха в оперативный в качестве подвижной группы Воронежского фронта впервые в войне использовались сразу две танковые армии. В ночь на 3 августа скрытно от противника советские войска заняли исходное положение для наступления. Координацию действий обоих фронтов осуществлял заместитель Верховного Главнокомандующего Маршал Советского Союза Г.К. Жуков. Советскому командованию удаюсь дезинформировать противника, отвлечь его внимание на сумское направление и тем самым обеспечить внезапность удара на главном (белгородском) направлении. Успеху операции во многом способствовала проводимая в это время партизанами «Рельсовая война». Успешное наступление на орловском и белгородско-харьковском направлениях, по замыслу Ставки ВГК, должно было перерасти в общее наступление Красной армии на всём советско-германском фронте.
Наступление на белгородско-харьковском направлении началось рано утром 3 августа после мошной артиллерийской и авиационной подготовки. На направлении главного удара, в полосе 5-й гвардейской армии (генерал-лейтенант А.С. Жадов) на 16-километровом участке были сосредоточены семь стрелковых дивизий, артиллерийская дивизия прорыва, дивизия гвардейских миномётов («катюш»), 14 артиллерийских и миномётных полков, танковая бригада, пять танковых и самоходно-артиллерийских полков. Средняя плотность танков составляла 87 единиц на 1 км фронта, а на участке прорыва шириной 6 км на каждый километр приходилось в среднем 230 орудий и миномётов, 178 танков и САУ. Ещё более высокие плотности сил и средств были созданы в полосе наступления 57-й армии (генерал-лейтенант НА. Гаген) — свыше 300 орудий и миномётов на 1 км фронта. К 13 часам соединения 5-й гвардейской армии прорвали первую вражескую позицию, продвинувшись на глубину 4—5 км. Введенные в бой вторые эшелоны полков приступили к прорыву второй позиции главной полосы. К 14 часам для повышения темпов прорыва обороны командующий Воронежским фронтом ввёл в сражение передовые бригады 1-й и 5-й гвардейских танковых армий. Совместно со стрелковыми дивизиями они завершили прорыв первой полосы обороны, чем создали условия для ввода в сражение главных сил танковых армий. К исходу дня во взаимодействии со стрелковыми соединениями они сломили ожесточённое сопротивление противника, завершили прорыв его тактической зоны обороны и продвинулись на глубину до 30 км. 4 августа ожесточенные бои продолжаясь во всей полосе наступления советских войск. Действуя на одном операционном направлении, две танковые армии являлись как бы своеобразным бронированным мечом, рассекающим оборону врага на всю её глубину. Массированное применение танков на узком участке фронта оказало решающее влияние на повышение темпов операции. Прорвав тактическую оборону и разгромив ближайшие оперативные резервы противника, ударные группировки фронтов перешли к его преследованию. Темпы их наступлення постепенно нарастали. Большую помощь наземным войскам оказывала авиация 2-й (генерал-лейтенант авиации С.А. Красовский) и 5-й (генерал-лейтенант авиации С.К. Горюнов) воздушных армий.
К утру 5 августа войска Степного фронта вышли к Белгороду и завязали бои за город. С севера на город наступали соединения 69-й армии (генерал-лейтенант В.Д. Крючёнкин), а с востока — 7-й гвардейской армии (генерал-лейтенант М.С. Шумилов). 1-й механизированный корпус (генерал-лейтенант М.Д. Соломатин) обошёл Белгород с запада. Но, несмотря на угрозу окружения, противник продолжат удерживать город. Ожесточённые уличные бои завершились к вечеру разгромом немецкого гарнизона и освобождением Белгорода. В боях за этот старинный русский город особенно отличились 89-я гвардейская (полковник М.П. Серюгин) и 305-я (полковник А.Ф. Васильев) стрелковые дивизии и 23-й гвардейский бомбардировочный авиационный полк (майор ГА. Шамраев). удостоенные почётного наименования Белгородских. В честь освобождения Белгорода и Орла, которым в этот же день овладели войска Брянского фронта, вечером 5 августа в Москве впервые за годы Великой Отечественной войны был произведён артиллерийский салют, ставший затем традиционным ознаменованием крупных побед Красной армии.
5 августа перешли в наступление 27-я (генерал-лейтенант С.Г. Трофименко) и 40-я (генерал-лейтенант К.С. Москаленко) армии Воронежского фронта. Немецко-фашистское командование, обнаружив свой просчёт, начало спешно перебрасывать из Донбасса и с орловского направления соединения в район Харькова, чтобы остановить наступление советских войск. В свою очередь Ставка ВГК привлекла к нанесению ударов по подходящим резервам противника авиацию Воронежского, Степного, Юго-Западного, Южного фронтов и соединения авиации дальнего действия. Одновременно она переподчинила Степному фронту 57-ю армию Юго-Западного фронта и 5-ю гвардейскую танковую армию Воронежского фронта.
Советские войска продолжали развивать наступление. К середине дня 6 августа 1-я танковая армия (генерал-лейтенант М.Е. Катуков) продвинулась на глубину 50—55 км. а 5-я гвардейская танковая армия (генерал-лейтенант П.А. Ротмистров) ликвидировала сильный узел сопротивления врага в районе Томаровки и устремилась на Золочев. Было уже далеко за полночь, когда боевые машины 181-й танковой бригады 18-го танкового корпуса (полковник А.В. Егоров) с выключенными фарами достигли окраины города. Командир бригады подполковник В.А. Пузырев решит атаковать город с ходу, используя фактор внезапности.
Взревели моторы — и советские танки ворвались в Золочев. Разбуженные стрельбой, рёвом моторов и скрежетом гусениц, полураздетые гитлеровцы в панике выскакивали из домов и попадали прямо под огонь танковых пушек и пулемётов. Двигаясь по улицах), танки расстреливали и давили стоявшую на обочине технику; грузовые и штабные машины, тягачи, артиллерийские орудия, походные кухни и т. п. Особенно отличились в этом ночном бою капитан Я.П, Вергун и старший лейтенант Е.В. Шкурдалов. Оба они были удостоены звания Героя Советского Союза. Но с рассветом сопротивление противника резко возросло. Разобравшись в обстановке, враг перешёл к активным действиям. Положение бригады резко осложнилось. Но в этот критический момент на помощь подошли главные силы корпуса. К вечеру Золочев был полиостью освобождён от противника, а остатки его гарнизона отброшены на юго-запад.
29-й танковый корпус (генерал-майор И.Ф. Кириченко) 5-й гвардейской танковой армии в это время развивал наступление в направлении населенного пункта Казачья Лопань. Сопротивление противника здесь также было быстро сломлено.
7 августа советские танкисты освободили город Богодухов, прорвав вражескую оборону на всю её оперативную глубину. Фронт прорыва достиг 120 км, а глубина -80—100 км. Белгородско-харьковская группировка немецко-фашистских войск, по существу, была рассечена на две части. Советская авиация в напряжённой борьбе завоевала господство в воздухе. Только в период с 3 по 8 августа она уничтожила около 400 немецких самолётов. К II августа Воронежский фронт вышел правым крылом к Ахтырке, а левым перерезал железную дорогу Харьков — Полтава. Войска Степного фронта подошли к внешнему оборонительному обводу Харькова.
Овладеть Харьковом советское командование предполагало нанесением концентрического удара одновременно с нескольких направлений. На город наступали четыре общевойсковые и одна танковая армии. Воронежский фронт силами трёх армий наступал на Ахтырку, а частью сил на Мерефу в обход Харькова с запада. Для выполнения задач второго этапа операции «Полководец Румянцев» он усиливался резервами Ставки — 4-й гвардейской и 47-й общевойсковыми армиями. Юго-Западный фронт (генерал армии Р.Я. Малиновский) наносил главный удар на Сталине (Донецк), а частью сил — на Мерефу, навстречу войскам Воронежского фронта. Ставка ВГК подключила к операции и Южный фронт (генерал-полковник Ф.И. Толбухин), наступавший из района южнее Ворошиловграда (Луганск) в общем направлении на Стал и-но, навстречу войскам Юго-Западного фронта. После освобождения Харькова все фронты юго-западного направления должны были развернуть наступление на Левобережной Украине — к Днепру.
Чтобы не допустить окружения харьковской группировки, командование группы армий «Юг» ещё за несколько дней до этого приступило к срочному сосредоточению южнее Богодухова сильной контр ударной группировки, основу которой составил 3-й танковый корпус (до 400 танков и штурмовых орудий). Хотя наша авиация и нанесла значительный урон выдвигавшимся вражеским резервам, замедлив их сосредоточение, однако сорвать перегруппировку не смогла.
11 августа 3-й танковый корпус противника нанёс контрудар по 1-й танковой армии и левому флату 6-й гвардейской армии (генерал-лейтенант И.М. Чистяков).
8 районе южнее Богодухова развернулось встречное сражение, носившее исключительно напряжённый и упорный характер. Противник стремился отрезать вырвавшуюся вперёд 1-ю танковую армию от основных сил фронта и разгромить её. Используя почти тройное превосходство в танках и сильную авиационную поддержку, немцам удалось потеснить наши танковые соединения на 20 км к северу и вновь захватить перерезанный ими участок железной дороги Харьков — Полтава. Но прорваться к Бого-духову; а тем более окружить и разгромить танковую армию врагу не удалось.
13 августа в сражение вступили основные силы левого крыла Воронежского фронта — 5-я и 6-я гвардейские армии, а также повёрнутая Ставкой ВГК с харьковского направления 5-я гвардейская танковая армия. На их поддержку были перенацелены основные силы фронтовой авиации. После ожесточённых боёв контрудар врага в районе Богодухова к исходу 17 августа был отражён. Понеся тяжёлые потери, отборные соединения вермахта — моторизованные дивизии СС «Рейх». «Викинг» и «Мёртвая голова» — были вынуждены прекратить атаки и перейти к обороне.
Но германское командование не отказалось от своего замысла. Утром 18 августа 48-й танковый корпус (четыре танковые, две моторизованные дивизии и два отдельных батальона тяжёлых танков «тигр») нанёс контрудар в районе Ахтырки. Противнику удалось прорвать фронт 27-й армии и продвинуться в направлении Богодухова на глубину около 25 км. Для отражения этого контрудара советское командование выдвинуло 4-ю гвардейскую армию (генерал-лейтенант Г.И. Кулик), 3, 4-й и 5-й гвардейские танковые корпуса, а также переброшенные из-под Богодухова главные силы 1-й танковой армии. Мощным встречным ударом советских войск наступление врага к 20 августа было остановлено. В результате развернувшегося восточнее города Ахтырка встречного сражения ударная группировка противника понесла большие потери и была вынуждена перейти к обороне. Тем временем армии правого крыла Воронежского фронта — 38-я (генерал-лейтенант Н.Е. Чибисов), 47-я (генерал-лейтенант П.П. Корзун) и 40-я, продолжавшие успешно развивать наступление в западном направлении, глубоко охватили с севера ахтырскую группировку противника и создали угрозу её тылам. В упорных боях, развернувшихся 22—25 августа, ударная группировка немецко-фашистских войск в районе Ахтырки была разгромлена, соединения Воронежского фронта вновь овладели этим городом. Таким образом, попытки командования группы армий «Юг» стабилизировать линию фронта, путём нанесения сильных контрударов остановить наступление советских войск и снять угрозу Харьковскому промышленному району потерпели крах.
В то время как армии Воронежского фронта отражали натиск немецких танковых дивизий под Богодуховом и Ахтыркой, войска Степного фронта вели упорное сражение за Харьков. Враг яростно сопротивлялся. выполняя приказ Гитлера ни в коем случае не сдавать город. Напряжённость борьбы нарастала с каждым днём.
13 августа войска Степного фронта прорвали внешний, находившийся в 8—14 км от Харькова, а через четыре дня и внутренний оборонительные обводы. Преодолевая ожесточённое сопротивление врага, отражая его непрерывные контратаки, советские воины упорно пробивались к центру города. Войска 53-й (генерал-лейтенант И.М. Манагаров). 7-й гвардейской. 69-й и 57-й армий охватили Харьков с трёх сторон и всё сильнее сжимали кольцо. Наконец, противник убедился в безнадёжности положения и начат отвод войск гарнизона. Во второй половине дня 22 августа наша наземная и воздушная разведка обнаружила начало отхода вражеских войск из Харькова. Чтобы не дать им возможности уйти из-под удара, командующий фронтом И.С. Конев вечером того же дня отдал войскам приказ о ночном штурме города. Всю ночь в городе шли ожесточённые уличные бои, завершившиеся к полудню 23 августа освобождением Харькова. Вечером того же дня Москва салютовала освободителям крупнейшего политического и экономического центра юга нашей страны 20 артиллерийскими залпами из 224 орудий. Десяти наиболее отличившимся в боях за Харьков соединениям было присвоено почётное наименование Харьковских, несколько частей и соединений награждены орденами.
В ходе Белгородско-Харькове кои операции войска Воронежского и Степного фронтов нанесли тяжёлое поражение группе армий «Юг» и отбросили её в юго-западном направлении на 140 км. На завершающем этапе операции ширина фронта наступления советских войск достигла 300 км. Были созданы условия для освобождения всей Левобережной Украины и выхода к Днепру.
Для Белгородско-Харьковекой операции характерна подготовка войск к наступлению в ходе оборонительного сражения в предельно короткие сроки с успешным осуществлением мер оперативной маскировки. Получил дальнейшее развитие опыт организации оперативного взаимодействия между фронтами, партизанами и авиацией. Операция поучительна массированным применением авиации, которая сумела завоевать господство в воздухе на южном стратегическом направлении. На Воронежском фронте впервые за время войны были созданы второй эшелон в составе двух армий, а также подвижная группа в составе двух танковых армий. Успешно применены танковые армии однородного состава (включавшие только танковые и механизированные соединения) как при завершении прорыва тактической зоны обороны противника, так и при действиях в оперативной глубине. Дальнейшее развитие получило массированное применение артиллерии.
Но борьба с опытным и сильным противником, в совершенстве владеющим самыми передовыми способами ведения боевых действий, была делом далеко не простым. Победа над ним требовала огромных усилий и немалых жертв, ибо враг тоже дрался до последней возможности, даже тогда, когда положение его было безнадёжным. Именно этим объяснялась исключительная напряженность и ожесточённость борьбы, развернувшейся на завершающем этапе Курской битвы. Советские войска в Бел город с ко — Харьковской операции потеряли около 256 тысяч человек (в том числе свыше 71 тысячи человек — безвозвратно), более 400 орудий и миномётов, около 1,9 тысячи танков и САУ, свыше 150 самолётов.
Потери противника также были велики. В сражениях под Белгородом, Богодуховом, Ахтыркой и Харьковом войска Воронежского и Степного фронтов разгромили 15 дивизий, в том числе четыре танковые. В результате поражения в Курской битве немецкие войска вынуждены были перейти к стратегическо и обороне на всём Восточном фронте.
Победа Красной армии в битве на Курской дуге ознаменовала собой коренной перелом в ходе войны. Германии был нанесен удар такой силы, от которого она уже не смогла оправиться.
Германский вермахт не только утратил стратегическую инициативу, но и потерял возможность вести активные наступательные действия на советско-германском фронте. С этого момента все усилия германского командования были сосредоточены па обороне.
Эта победа способствовала подъему международного авторитета Советского Союза на Западе, укреплению антигитлеровской коалиции.
Отныне ни у кого не возникало сомнений в исходе войны.
То, что к полудню 23 августа Харьков был очищен от немцев, но они закрепились южнее города. Противник удерживал свои позиции до 29 августа, при этом подвергая Харьков ежедневному артобстрелу. Так что торжественные мероприятия по случаю освобождения Харькова состоялись только 30 августа 1943 года.