Советские Вооруженные Силы благодаря усилиям всего народа к лету 1943 получили значительное пополнение, особенно в боевой технике и вооружении. В действующей армии насчитывалось свыше 6,4 млн. чел., 98790 орудий и миномётов, 2172 установки реактивной артиллерии, 9580 танков и самоходно-артиллерийских установок (САУ) (в том числе 6232 тяжёлых и средних), 8293 боевых самолёта. Красная Армия готовилась начать летом крупное наступление. Своевременно вскрыв наступательный замысел врага, советское командование решило преднамеренной обороной в районе Курского выступа обескровить ударные группировки противника, решительным контрнаступлением довершить их разгром, а затем перейти в общее наступление на широком фронте.
Враг начал наступление 5 июля из районов Орла и Белгорода в направлении на Курск (см. Курская битва 1943 ). Советские войска Центрального (командующий генерал армии К. К. Рокоссовский) и Воронежского (командующий генерал армии Н. Ф. Ватутин) фронтов в ожесточённых оборонительных сражениях на 7—10-й день остановили противника, которому удалось продвинуться лишь на 12—35 км, и вынудили его перейти к обороне. 12 июля советские войска Западного (командующий генерал-полковник В. Д. Соколовский) и Брянского (командующий генерал-полковник М. М. Попов) фронтов перешли в контрнаступление против орловской группировки противника, 15 июля перешли в контрнаступление и войска Центрального фронта и совместными усилиями к 18 августа отбросили противника на подготовленный им оборонительный рубеж восточнее Брянска. 3 августа началось контрнаступление Воронежского, Степного (командующий генерал-полковник И. С. Конев) фронтов и части Юго-Западного фронта (командующий генерал армии Р. Я. Малиновский) против белгород-харьковской группировки противника. Подготовку и действия фронтов в Курской битве координировали представители СВГК Маршалы Советского Союза Г. К. Жуков и А. М. Василевский. 5 августа были освобождены Орёл и Белгород и в честь этих побед в Москве впервые был произведён орудийный салют. 23 августа освобожден Харьков.
Победа Красной Армии под Курском означала окончательный крах наступательной стратегии германского верховного командования, и завершение коренного перелома в В. О. в. За 50 дней непрерывных сражений было разгромлено 30 дивизий, в том числе 7 танковых, немецко-фашистская армия потеряла свыше 500 тыс. чел. Курская битва наряду с Московской и Сталинградской явилась одним из важнейших этапов на пути к победе Советского Союза в В. О. в. Стратегическая инициатива, захваченная Красной Армией под Сталинградом, была окончательно закреплена.
Разгром немецко-фашистских армий под Курском создал благоприятные условия для перехода советских войск в августе — сентябре 1943 в общее летне-осеннее наступление на фронте в 2 тыс. км. Войска Калининского (командующий генерал армии А. И. Еременко) и Западного фронтов 7 августа начали Смоленскую наступательную операцию, 25 сентября был освобожден Смоленск, после чего советские войска вышли на подступы к Витебску и Могилёву. Войска Брянского фронта 1—30 сентября разгромили брянскую группировку противника, 17 сентября освободили Брянск и вышли на р. Сож. Войска Юго-Западного и Южного (командующий генерал-полковник Ф. И. Толбухин) фронтов 13 августа — 22 сентября завершили освобождение Донбасса, и вышли на рр. Днепр и Молочную. В августе — декабре 1943 развернулись сражения по освобождению Левобережной Украины и битва за Днепр. Войска Центрального, Воронежского, Степного и Юго-Западного фронтов к концу сентября продвинулись на запад до 200—300 км, 21—30 сентября вышли на Днепр в полосе 700 км (от устья р. Сож до Запорожья), форсировали его и захватили плацдармы в районах Лютежа (севернее Киева), Большого Букрина (южнее Переяслава-Хмельницкого), Кременчуга и Днепропетровска. В последующих операциях советские войска расширили захваченные плацдармы и нанесли поражение ряду немецко-фашистских группировок. 20 октября Воронежский, Степной, Юго-Западный и Южный фронты были переименованы соответственно в 1-й, 2-й, 3-й и 4-й Украинский фронты, а Центральный фронт — в Белорусский. Войска 1-го Украинского фронта в Киевской наступательной операции 1943 6 ноября освободили Киев и затем продвинулись на запад до 150 км, после чего во 2-й половине ноября отразили контрнаступление противника в районе Житомира. Красная Армия сорвала план немецко-фашистского командования, которое рассчитывало остановить советские войска на Днепре, с ходу форсировала его, продвинулась на правом берегу на 125—140 км и подготовила условия для успешных операций по освобождению Правобережной Украины.