Курская дуга стала важнейшим этапом военной биографии Рокоссовского, который командовал войсками Центрального фронта, оборонявшего сначала северный фланг советской обороны.
Узнав от перебежчика точное время немецкого наступления, советские войска успели провести упреждающую артподготовку. Войсками Рокоссовского она была проведена 5 июля 1943 года в 2.20 по местному времени. После этого 2000 уцелевших немецких танков Моделя перешли в наступление.
Немцы избрали испытанную тактику наступления несколькими танковыми клиньями. На острие клиньев шли тяжелые танки, за ними средние танки и самоходные артиллерийские установки. Пехота шла позади танков. С флангов клинья прикрывали подразделения на бронетранспортерах. Сначала немцам сопутствовал успех, так как снаряды 76-ти мм. советских орудий первой линии обороны могли пробивать лобовую броню немецких тяжелых танков только с близкого расстояния, и эти танки смогли без больших потерь прорвать ее. Следовавшие за ними средние танки понесли значительно большие потери.
В течении сражения на Центральном немцы смогли вклиниться в линию советской обороны только на 11 километров. Рокоссовский сумел измотать немцев, будучи в прошлом командиром механизированного корпуса, он умело руководил вверенными ему танковыми дивизиями.
Более того, Рокоссовский смог создать настолько мощный оборонительный рубеж, что в самый разгар битвы смог передать частью своих резервов Воронежскому фронту Ватутина, где ситуация была более тяжелой.
Затем советские войска, измотав немцев, перешли в контрнаступление, и к 22 августа 1943 года советские войска одержали еще одну крупную победу, вклад Рокоссовского в которую был огромен.