在库尔斯克战役中，德军和苏军共投入了超过250万名士兵和6000多辆坦克，进行了历史上规模最大的坦克会战和单日空战。库尔斯克战役也是德军最后一次对苏军发动的战略性进攻。德军计划由南北两端向中央夹击，合围歼灭中央突出部的苏军，重夺战略主动权，但由于苏军已做好严密防务并且驻守了极为雄厚的兵力，德军进攻步调缓慢且损失惨重。此次战役后，苏军发动一连串巨型攻势，歼灭德军大批有生力量并将其赶出俄国领土，德军再也无法对苏军产生威胁了。
在回忆库尔斯克战役时，朱可夫曾如是说道：“德军无法逃避的厄运终于开始降临了。”
1．风雨来前的宁静
在库尔斯克反攻前，出于加强沃罗涅日方面军领导方面的考虑，斯大林任命瓦杜丁上将为方面军司令员。担任司令员后，瓦杜丁以其固有的毅力开始着手巩固方面军的部队并建立纵深梯次防御。
为了作好即将进行的反攻准备，朱可夫和瓦杜丁差不多走遍了方面军的所有部队，与部队和兵团指挥员共同判断情况，明确他们遭到敌人进攻时的任务和各项必要措施。朱可夫对近卫步兵第52师的地段尤其不放心，为此特意去了两次。对于该师必然会遭受敌人的主要突击，朱可夫、方面军和集团军的司令员都持同样见解，因此朱可夫决定用炮兵全力加强该师所负责的地段的防御。
为了准备库尔斯克战役计划的预先方案，朱可夫和总参谋长华西列夫斯基及各方面军司令员商定，对中央、沃罗涅日和西南方面军地段组织周密的对敌侦察。总参谋长给情报部和游击运动总司令部下达了任务：查清敌军纵深中预备队的数量及其配置情况，查清从法国、德国及其他国家调来部队的部署和集结情况。
正确地分析情况后，苏军最高统帅部在德军进攻前已准确地判断出其在库尔斯克突出部地域行动的可能性和方向。
4月9日，在沃罗涅日方面军司令部，朱可夫与华西列夫斯基再次详细地讨论了朱可夫的报告、关于战役战略预备队部署的意见以及即将进行的作战行动的性质。随后，朱可夫与华西列夫斯基共同拟订了关于最高统帅部预备队的配置及建立草原方面军的训令草案，并在草案上签名后呈送给了斯大林。
迟至4月12日，最高统帅部还没有作出关于苏军当年春夏季在所谓的库尔斯克突出部作战方法的具体决定。
当时，最高统帅部还没有由库尔斯克地域发动任何进攻的打算。事实上，即使想发动进攻也是不可能的，因为最高统帅部战略预备队尚处于组建阶段，而在以往交战中遭到损失的沃罗涅日和中央方面军则需要大量补充人员、兵器和物资器材。
在这种情况下，最高统帅部给各方面军司令员下达了转入防御的指示，并委派朱可夫对中央和沃罗涅日方面军部队就地实施总领导，并监督其对最高统帅部指示的贯彻执行。
4月11日夜间，朱可夫从博布雷舍沃赶回莫斯科，讨论当年夏季的战局计划，其中也包括库尔斯克突出部的作战计划。
次日一整天，朱可夫和华西列夫斯基及其助手安东诺夫都在准备着向斯大林汇报所必需的资料。从清晨开始，他们三人就坐下来进行工作。由于彼此十分了解，因此工作的效率极高，到傍晚时，他们就将一切都准备好了。
他们一致认为，出于政治、经济和军事战略上的考虑，德军将会不惜任何代价守住从芬兰湾到亚速海这条战线。此外，德军能够很好地加强其某一战略方向上的部队并在库尔斯克突出部地区准备一次大规模进攻战役，以便粉碎该处的苏联中央和沃罗涅日方面军的部队。这有可能使整个战略态势向有利于德军的方面转变。
当天傍晚，朱可夫、华西列夫斯基和安东诺夫来到了最高统帅部。认真听取了汇报后，斯大林赞同把主要力量集中在库尔斯克地区的意见，但仍然表示了对莫斯科方向的担心。
朱可夫等最高统帅部的成员们讨论完苏军的行动计划后，得出的结论是，必须在所有最重要的方向上，尤其是在库尔斯克突出部地区建立牢固的、纵深梯次配置的防御。而朱可夫也正是这样给各方面军的司令员下达的指示，随后，部队开始挖掘工事。几天之后，朱可夫将正在组训的最高统帅部战略预备队集结到更加靠近受威胁的地域，但不到万不得已的时候决不使用。
虽然最高统帅部在4月中旬就对预定的防御定下了决心，但直到6月初，最高统帅部才决定将此付诸实践。事实上，朱可夫当时对德军进攻企图的所有细节都已十分清楚。德军企图以必要的坦克集团并利用新式的“虎式”坦克和“豹式”坦克以及“斐迪南式”强击火炮，对苏军沃罗涅日和中央方面军实施猛烈的突击。
在夏季战局的第一阶段，沃罗涅日、中央、西南和布良斯克四个方面军是主要作战部队。根据最高统帅部的分析，这里应当是主要战事进行的地方，因而希望以强有力的防御手段抗击德军的进攻，消耗敌人，然后转入反攻，进而彻底粉碎敌人。
也就是说，苏军的防御不是被动的，而是确切预定的。苏军最高统帅部对转入进攻的时机，也是根据情况来选定的。既不失之过早，也不失之过迟。
4月18日，朱可夫又奉命飞到了北高加索方面军。北高加索方面军的部队正在进行激战，以歼灭由装备精良的德军第17集团军为基本核心的敌塔曼集团。
将塔曼半岛上的敌人歼灭，对苏军有着特殊的意义。苏军除了能够粉碎由14～16个师、18～20万人组成的德军集团外，还可以解放诺沃罗西斯克。因此，从2月上半月起，由第18集团军和黑海舰队的水兵组成的一支部队，就在这里的一个不大的登陆场上开始作战了。
朱可夫同海军人民委员库兹涅佐夫、空军司令员诺维科夫及总参谋部工作人员什捷缅科将军一齐来到了列谢利泽将军指挥的第18集团军。了解了当时的情况，以及该集团军和黑海舰队的兵力后，朱可夫认为当时不可能采取任何加强措施来扩大诺沃罗西斯克登陆场。
随后，朱可夫向斯大林汇报了情况，然后就与什捷缅科去往了北高加索方面军的第56集团军。按计划，苏军当时应在克里木斯卡亚镇地区发动进攻，但集团军首长认为尚未作好充分的准备，因而决定推迟进攻，从方面军各防御地段调集弹药和炮兵。
与此同时，朱可夫也和第18集团军首长一起进行工作，援助该集团军在梅斯哈科的登陆兵，并且派舰队和航空兵对登陆兵占领区域的正面之敌进行了突击。
之后，朱可夫成功粉碎了克里木斯卡亚镇地区敌军第17集团军的防御，将部队推进到敌军诺沃罗西斯克集群的后方。在第56集团军与方面军各部队的共同努力下，德军在塔曼的登陆场终于被铲除了。
2．坦克肉搏战
在1943年夏季，除了独立机械化军和坦克军外，苏联还组建了五个采用新编制的、装备精良的坦克集团军，每个集团军都编有两个坦克军和一个机械化军。此外，为了保障突破敌人的防御及加强各集团军，还建立了18个重型坦克团。
大量的火炮改用摩托化牵引。工程兵部队和通信兵部队装备了国产汽车和美国的“斯图贝克”汽车。各个最重要的方面军的后勤部门都领到了足够数量的汽车。数千个新的汽车营和汽车团加入了红军后勤系统，这一切都极大地提高了苏联红军的机动能力和工作效能。
朱可夫清楚地看到，德军此时的武装力量已经失去了先前对红军的优势，因而他们竭尽全力地把优良的兵力送往苏德战场。同时，德国的兵工厂24小时开工，加紧生产新的“虎式”、“豹式”坦克及“斐迪南式”重型强击火炮。
在发动进攻库尔斯克突出部的战役时，德国集中了50个最好的师（其中有16个坦克和摩托化师）、11个坦克营和强击火炮营，共拥有2700辆坦克和强击火炮，约90万兵力。因此，希特勒有理由认为胜利就在眼前，并通过宣传来鼓舞德军的士气。
5月初，朱可夫由北高加索方面军回到最高统帅部。此时，总参谋部基本上结束了夏季战局的计划工作。通过周密的谍报侦察和空中侦察，最高统帅部和总参谋部认为德军可能即将转入进攻。
于是，斯大林要求预先通报中央、布良斯克、沃罗涅日和西南方面军，要各方面军部队作好迎击敌人进攻的充分准备。各方面军首长，接到最高统帅部的预报后，采取了一系列新措施，以加强防御的火力配系和工程障碍。
经过多次讨论，斯大林决定，以纵深梯次防御的各种火力、航空兵的猛烈突击及战役和战略预备队的反突击迎击德军的进攻，先消耗和疲惫进攻之敌，随后在别尔哥罗德—哈尔科夫方向及奥廖尔方向上发起猛烈反攻以彻底粉碎敌人，然后在所有最重要方向上发动深远的进攻战役。
