Таким образом, после рассвета перед передовыми частями «Лейбштандарт» и «Дас Райх» наспех была выстроена сложная и запутанная система обороны, особенно в первом эшелоне. Ее основу составили заметно поредевшие полки 183-й сд и бригады 2-го тк, за которыми начали занимать и оборудовать позиции войска 5-й гв. А.
В первой траншее первого эшелона располагались: 1/285-го сп (на участке Васильевка — Андреевка) и 2-й и 3-й сб 227-го сп (Андреевка /иск./ — вдоль северо-восточной стороны балки через грейдерную и железную дорогу к лесу юго-западнее свх. «Сталинское отделение»). Во второй траншее первого эшелона находились: 99-я тбр, 1/58-й мсбр (южная и юго-восточная окраина Андреевки — Михайловка), 26-я тбр (северо-восточные и восточные скаты выс. 241.6, безымянная высота в 1,5 км юго-западнее свх. «Октябрьский») и приданные бригаде 4 Мк-4 из 15-го гв. оттп, которые выдвинулись в засады юго-западнее свх, «Сталинское отделение», 3/285-го сп (х. Сторожевое), 370-й тб 169-й тбр (лес юго-западнее х. Сторожевое), 371-й тб 169-й тбр (лес восточнее Ивановского Выселка) и мспб 169-й тбр (в районе обороны танковых бригад). Окопы 3/58-й мсбр проходили восточнее Ивановского Выселка, батальон должен был перекрыть участок между железной дорогой и лесом юго-западнее х. Сторожевое.
Параллельно с выходом 58-й мсбр перед рассветом 11 июля под Прохоровку стали сосредоточиваться и два стрелковых корпуса 5-й гв. А, которые по плану штаба фронта должны были составить второй эшелон обороны. Им предстояло сменить танковый и мехкорпуса 5-й гв. ТА и занять позиции за левым флангом 6-й гв. А и правым — 69-й А. Тем самым не только усиливались оба крыла армий И. М. Чистякова и В. Д. Крючёнкина, но и надежно прикрывался их стык. По расчётам советского командования после полного занятия позиций 5-й гв. А противник не имел никаких шансов преодолеть этот участок тыловой полосы.
Во втором эшелоне нашей обороны на направлении удара основных сил 2-го тк СС — дивизии «Мертвая голова» и «Лей-бштандарт» начал разворачиваться 33-й гв. ск генерал-майора И. И. Попова. Согласно приказу Н. Ф. Ватутина его дивизии заняли следующие позиции. В излучину за 52-й гв. сд (х. Веселый — х. Полежаев) подошла 95-я гв. сд полковника А. Н. Ляхова. Два ее стрелковых полка (284-й гв. и 290-й гв. сп) приступили к подготовке первой линии траншей. Третьему полку (287-й гв. сп, всего 1896 чел.) предстояло действовать в отрыве от основных сил дивизии. Его командир, подполковник В. И. Соловьев, получил приказ: с 109-й армейской штрафной ротой (247 чел.) оборудовать позиции за рекой на рубеже: 0,5 км южнее Андреевка, 0,5 км южнее Михайловка (109-я ошр) — Прелестное /иск./, Петровка /иск./, северные отроги балки севернее свх. «Октябрьский» — грейдерная дорога на Прохоровку. Утром для усиления района Михайловки комкор-33 выдвинул 1-ю и 5-ю батареи 301-го иптап. К рассвету 11 июля не подошел с марша 3/287-го гв. сп. Потом выяснилось, что комбат-3 не только опоздал, но и проигнорировал приказ командира полка о занятии указанных позиций в первой линии.
В район в 1 км юго-восточнее Прелестное — дорога от Михайловки до ж. д. переезда, что в 0,5 км юго-западнее свх. «Октябрьский» — х. Ямки выходила 9-я гв. вдд полковника A. M. Сазонова. Дивизия была хорошо укомплектована, относительно других соединений армии, она имела наибольшее число личного состава — 9018 человек и минометов — 170. В то же время она располагала лишь 76 орудиями, в то время как соседи имели около сотни стволов. Поэтому генерал И. И. Попов распорядился усилить ее четырьмя батареями 301-го иптап (16 45-мм ПТО, две из них передали 287-му гв. сп). Ее боевые порядки были эшелонированы в глубину. В первом — на рубеже: свх. «Октябрьский» — овраг в 2 км восточнее Ямок окопался 26-й гв. вдп подполковника Г. М. Кашперского. Ему придали 3/7-го гв. вдап. Левее, овраг в 2 км восточнее Ямок, Грушек, — 28-й гв. вдп подполковника В. А. Пономарева с 2/7-го гв. вдап… Во втором эшелоне по линии выс. 252.4 — Барчевка находился 23-й гв. вдп майора И. В. Резуна с 1/7-го гв. вдап.
Подтянув юго-западнее и западнее Прохоровки значительные силы, советскому командованию не удалось оперативно выстроить гибкую, сбалансированную и насыщенную достаточным количеством огневых средств на танкоопасных направлениях систему обороны тылового армейского рубежа. Причин этого несколько. Во-первых, катастрофически не хватало времени для перегруппировки, создания системы огня и налаживания взаимодействия как между войсками, находившимися в первом (69-я А) и втором (5-я гв. А) эшелонах, так и внутри их. Во-вторых, слабая подготовка значительного числа командиров тактического звена обеих армий. Неумение их быстро занимать рубеж и выстраивать систему обороны частей и управление и взаимодействие с соседями, а также безответственность, халатность при выполнении и контроле отданных приказов. В-третьих, отсутствие у ряда командиров дивизий и корпусов 5-й гв. А необходимого опыта управления крупными соединениями. В-четвёртых, значительная физическая усталость войск как тех, что удерживали оборону под Прохоровкой, так и подошедших во второй эшелон с марша.