正如前面已经介绍的那样，红军统帅部还在策划库尔斯克防御时，就制订了突出部北部和南部的反攻计划。
北部攻势被称为“库图佐夫”。企图为：当德军向库尔斯克的进攻被阻止后，苏军以西方方面军左翼，布良斯克方面军、中央方面军，收复库尔斯克以北的奥廖尔突出部，围歼这里的德第2装甲集团军；然后击溃德第9集团军。
“城堡”北段战役开始后，莫德尔指挥的德第9集团军攻势在7月9、10日开始衰竭。有鉴于此，斯大林和朱可夫商讨后决定，在12日以西方方面军左翼和布良斯克方面军发起进攻。这既是为了实施“库图佐夫”计划，也是为了缓解莫德尔攻击下的红军中央方面军的压力。
为了组织“库图佐夫”行动，7月9日傍晚，朱可夫来到布良斯克方面军司令部。朱可夫深知此次进攻对红军意义重大。为了确保胜利，他决心改变进攻战术。朱可夫后来在7月16日，给斯大林的一份报告中阐述了老进攻方式的弊端：
由于对德军的防御配系侦察得不够，苏军常把德军加强战斗警戒的假前沿当成了真前沿，并且把炮弹白白浪费在这些地方。而且德国人已经知道，苏军的炮击每次都是以火箭炮射击结束，其后苏联步兵就会开始冲击。与此同时，随着火力向纵深转移，齐射的速度比最后的火力袭击要慢。掌握了这些情况的德国人得以寻找时机躲避炮击，等到苏军开始冲锋时，才从掩体里爬出来，用凶猛火力阻击红军步兵。为了避免这类情况，朱可夫要求在炮兵射击加剧的同时，步兵就转入冲击。
苏方最后确定的作战计划如下：
奥廖尔突出部北面，索科罗夫斯基的西方方面军左翼投入2个集团军，负责由北发动攻击，进而切断突出部内德军后路。索科罗夫斯基可动用的兵力为211458人、745辆坦克和自行火炮、4285门火炮和迫击炮。
德军盘踞下的奥廖尔
担负主攻的是巴格拉米扬将军的近卫第11集团军。朱可夫对该集团军的作战准备花了很大功夫，第1、5坦克军（各有184辆坦克和自行火炮）也配属给近卫第11集团军；巴格拉米扬右侧，攻击部队为第50集团军。
奥廖尔以东，红军部署了波波夫的布良斯克方面军。其右翼第61集团军负责辅助攻势，中部第3、63集团军主攻。方面军预备队包括第1近卫坦克军（207辆坦克自行火炮）和第20坦克军（184辆坦克自行火炮）。布良斯克方面军的后方，展开了第3近卫坦克集团军（司令雷巴尔科），该集团军拥有731辆坦克和自行火炮（475辆T-34，224辆T-70，32门自行火炮）。
红军奥廖尔攻势部队实力（部分为概略数字）(www.xing528.com)
续表
以上在奥廖尔以北和以东，红军一共展开了645074人，1832辆坦克自行火炮。但值得注意的是，攻击德军北部侧翼的西方方面军力量薄弱，兵力只有从正面攻击的布良斯克方面军的一半，坦克只有2/3。如此不合理的兵力部署显然不利于实施合围战役。
朱可夫后来将其归咎于转入进攻过于仓促，来不及给西方方面军建立强大突击集团。客观分析来看，红军的准备时间并不算短，从5月份就开始了。但从朱可夫和斯大林最后定下进攻日期到开始战斗，一共只有2～3天，显然没有时间来完成战前兵力机动。
奥廖尔地区态势
上述红军当面的德军，主要是第2装甲集团军。拥有第55军、第53军、第35军。当其右侧的莫德尔第9集团军进攻库尔斯克北部的时候，第2装甲集团军的阵地一直比较平静。在7月1日到10日，仅仅损失了1059人（根据十日伤亡报告）。红军展开进攻前，该集团军拥有14个师（不含后方警卫和陆军总部预备队），兵力为160000人，其中“战斗力量”约36000人。野战师实力方面，如第134步兵师，就有14100名德国军人。
第2装甲集团军装甲兵力包括第5、8装甲师。共有203辆坦克。另有1个强击火炮营，3个强击火炮连，3个坦克歼击营。还配属了“大黄蜂”重型坦克歼击车（第655重型坦克歼击营一部）。集团军坦克强击火炮总数约353辆。第2装甲集团军编成内还有5个陆军高射炮营，其防御阵地可以得到88毫米炮的反坦克支援。
从兵力上看，第2装甲集团军人员和战车只有红军的四分之一。但奥廖尔地区的阵地经过德军22个月的苦心经营，已经相当坚固。战术地幅包括2个防御地带，纵深12～15公里，拥有完善的壕堑和大量装甲火力发射点。而在德军整个150公里防御纵深内，还预设有中间防御地带。
然而在战役前夜，第2装甲集团军的领导人事却发生了突变。该集团军司令—当年接替古德里安，长期担任该职务的鲁道夫·施密特大将，在7月10日被撤职。此前施密特的兄弟就因为叛国罪被捕。盖世太保从缴获的往来信件中发现，施密特本人也是个持不同政见者，这促使了他的下台并导致其在9月30日退役。第2装甲集团军司令则暂时由克勒斯纳步兵上将代理。
1943年7月2日第2装甲集团军兵力火力配系（不含第8装甲师和警卫师）
资料来源：《库尔斯克—德国视角》。
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