2.苏联获得制空权
德军统帅部在为“堡垒”战役做准备时，曾努力加强空军的力量，以夺取局部制空权。从1943年3月15日至7月1日，德军统帅部从德国、法国和挪威向苏联战场调来了13个航空大队，同时加强了在库尔斯克地区的第4和第6航空队。德军在库尔斯克附近拥有2050架飞机，占德国在苏联战场作战飞机的70％。
在库尔斯克地区作战的苏联空军，由中央方面军空军第16集团军、沃罗涅日方面军空军第2集团军、西南方面军空军第17集团军和远程航空兵组成。苏军统帅部又调来了预备队航空兵兵团，在这一地区苏军拥有飞机2900架。
库尔斯克会战是二战史上最大的坦克战，同时也是大规模的空战。在会战以前和会战中，苏德双方激烈地争夺制空权。从参战飞机的数量、激烈程度上看，超过了以往的战役。
在库尔斯克会战前，苏德都在进行决战的准备，这个时期为“战略间隙”。但空中的战斗并没有停止，这时的作战主要是在空中进行的。
1943年春，苏军远程轰炸机编队对德国东部地区发动了多次空袭。4月，苏军对德国的4个城市空袭了11次，出动920架次，投弹700吨。在11次空袭中，苏军使用过2吨和5吨重的大炸弹，第1枚5吨的大炸弹于4月28日被投掷在柯尼斯堡。
4月，德军对苏军机场和交通线发动了猛烈的空袭。在4-6月，德国空军在库尔斯克地区共出动了10283架次。
为了改变苏德战争爆发以来空中作战的不利局面，夺回空战的制空权，苏联航空兵在库尔斯克会战的准备阶段对德军连续发动空袭。5月和6月，苏军发动了两次旨在削弱德国空军力量的空中战役，目的是将德国空军歼灭在机场上。1941年6月，德军就曾用同样方式将苏军飞机炸毁在机场。
从1943年5月开始，苏德双方爆发了激烈的空战。在库尔斯克空战中，苏联航空兵重点破坏了德军的铁路线和公路线。在3个月的准备时间里，苏联航空兵持续空袭着距离前线200-250公里纵深的德军主要交通线。
苏联空军对德军部队司令部、通信枢纽和仓库也发动了大规模空袭。5月初，50架苏军轰炸机组成的编队空袭了布拉索沃车站和洛科季新村，摧毁了德军的1座大弹药库，同时摧毁了很多坦克和装甲车，以及一列满载物资的军列。
苏联空军根据统帅部的命令，制定了空战进攻计划。其战役目的是：对德军各机场进行突袭，歼灭德军部署在布良斯克、奥廖尔和哈尔科夫地区的空军主力。根据该战役计划，苏军集结了第1、第2、第3、第15、第16、第17共6个空军集团军，准备空袭德军26个机场。在这26个机场上停放着德军第6航空队和第4航空队近60％的飞机。
苏军发动的第１次空中战役是在5月6-8日进行的。5月6日5时30分，苏军出动112架轰炸机、156架强击机和166架歼击机，在1200公里长的战线上同时空袭德军的17个机场，并从空中对德军战斗机的部分机场进行了封锁。
德军仓促应战，无法进行有组织的对抗，结果在机场上损失飞机194架，空战中损失21架，而苏军只损失21架飞机。
5月6日下午15时，苏军发动第2次空袭，出动飞机372架，空袭了德军的20个机场。这一次，德军做好了防御准备，所有防空武器均处于一级战备状态，很多战斗机在空中巡逻，防空部队在机场区负责拦截。苏军飞行员突破了德军的猛烈抵抗后，击毁击伤机场上的德机134架。在空战中，苏军击落德机24架，而苏军损失46架飞机。
5月7日凌晨，苏军发动了第3次空袭，出动飞机405架，空袭了德军22个机场，摧毁机场上的德机93架。在空战中，苏军击落德机29架，而苏军只损失48架飞机。
5月8日，德军被迫把大量飞机转移到后方。留在前线附近的轰炸机进行了紧急疏散和伪装，并且调来更多的战斗机。
为了实现远程警戒和给己方飞机导航，德军建立了雷达网，使用小型战斗机狙击队沿前线上空巡逻。
5月8日，苏军出动181架飞机，此次空战只消灭了6架德机，苏军损失8架飞机。由于无法偷袭，苏军统帅部下令暂时停止空袭机场。
5月13日，苏军空军司令员向斯大林汇报空战情况：“这次战役，我军共出动飞机1392架次，摧毁德机场上的飞机372架，击伤51架。在空战中，我军击落德机67架，击伤10架。德军共损失飞机501架，我军先后损失122架。”
5月22日，德军向库尔斯克铁路枢纽发动了大规模空袭，一次就出动了437架轰炸机、130架战斗机。苏空军紧急出动386架战斗机，双方在库尔斯克上空展开了大空战。
结果，约有100架德国飞机突破苏军防线，向库尔斯克铁路枢纽投掷了炸弹，使铁路瘫痪了12个小时。这是德军在苏德战争中，最后一次在白天发动的大规模空袭。后来，德军的空袭改为夜间进行。
6月2日夜，300架德军轰炸机空袭了库尔斯克铁路枢纽。随后，德军又进行了空袭苏军战略后方的行动。
6月3日夜，德军第4航空队、第l航空兵师出动了168架轰炸机，从布良斯克和顿巴斯等地的机场起飞，飞行近600公里，空袭高尔基地区的坦克工厂。
苏军防空部队在那里拥有47个歼击机机组、中口径高射炮433门、小口径高射炮82门、13部炮瞄雷达、2部雷达、23部探照灯、107个拦阻气球。德机疏散飞行，从不同方向飞临目标区，甚至采用降低发动机噪音的方法，结果149架轰炸机投掷了224吨炸弹，有5架轰炸机被击落。
6月4、5日夜，德军又对高尔基地区发动了两次空袭，分别出动飞机128架、154架，投弹179吨、242吨。
为了夺取库尔斯克大战中的制空权，从1943年6月8日至10日，苏军又发动了第2次空中战役。这一次，苏军投入了空军第1、第2、第15集团军和远程航空兵兵团。苏军试图歼灭德军轰炸航空兵集团。
苏军的空袭重点是布良斯克、卡拉齐夫、奥廖尔、哈尔科夫、斯大林诺、扎波罗热等地的机场。通过空中侦察，苏军发现在那些地方机场上的德军轰炸机最多。
为了达到突袭的目的，苏军把进攻时间改为傍晚。6月8日傍晚，苏军发动了首次空袭。当时，德军的防空力量处于一级战备状态。为此，苏军增加了战斗机的数量，每个突击编队中歼击机占60％以上。当晚，苏军击毁击伤141架德机。
6月9日，苏军击毁击伤92架德机。6月9日晚，德军出动132架轰炸机，轰炸雅罗斯拉夫尔橡胶厂，有109架轰炸机飞临目标上空，向下投掷了190吨炸弹。
6月10日，苏军击毁击伤16架德机。
6月下旬，德军在晚上空袭了苏军中央方面军司令部，司令员罗科索夫斯基差点被德机炸死。
6月21-22日晚，苏空军空袭了德军第655重型坦克歼击营，炸死9人，重伤18人，摧毁10辆以上重型坦克歼击车。
经过两次空中战役，苏军改善了空战态势，为在库尔斯克会战中夺取制空权，奠定了良好的基础。
然而，苏德双方发动的空袭都无法切断对方的军事运输，造成的人力和物力损失都在能够承受的范围内，双方的空军损失都很大。
1943年4-6月，德军在苏联战场上损失256架战斗机、245架轰炸机和115架俯冲轰炸机。6月，德军又在苏联战场上损失了487架飞机。
根据苏军的统计，德军的远程空袭共发动了17次，持续到6月27日。苏军的防空部队无法阻止德机的夜间轰炸，对此苏军统帅部十分不满。可见，苏军高射炮部队的素质较低，战斗机不适应夜战。
苏德双方的空袭，都是宣传意义远超战略价值。在双方忙于空袭对方前线机场、朝不保夕的情况下，双方均无法出动太多的飞机来维持大规模的空袭。
空袭经验表明，苏军具有惊人的忍受猛烈炮击和轰炸的能力，苏军在遭受德军炮兵和航空兵的打击而损失惨重时，仍能坚决执行其预定计划。
苏军面临德军非常猛烈的空袭没有出现恐慌，这一点并不是在库尔斯克会战中才表现出来的。这个问题使德军将领们感到吃惊，不管是德军空袭还是炮弹的爆炸都不能使苏军动摇。
德军在战斗中发现，苏军官兵在性格上比较坚强，他们训练有素，能够毫不迟疑地执行军令。苏军中有钢铁般的纪律，苏军政委们给予的惩罚是非常残酷的。无条件执行军令是苏军的特征。
经常出现这种情况，苏军在四面受敌的情况下，虽然队伍被炮火打得混乱不堪，但仍然可以收拢部队坚持作战。曼施坦因在回忆录中写道：“使我无法理解的是，苏军对碉堡和阵地能够死守不放，使我们只抓住几个俘虏。这些苏联人宁可战死，也不肯投降，这使德军伤亡惨重。”
曼施坦因将苏军军官的情况，归纳为以下几点：
1．几乎在一切情况下，他们都坚决地执行军令。他们不论遇到什么情况，不论敌军有多么强大，更不管己方部队的损失，坚决执行军令。这种指挥方法虽然有很大缺陷，然而也有很多好处。
2．苏军拥有取之不尽的人力资源去补充兵力。苏军能够经得起战斗损失，因此他们对兵力损失是不太在乎的。
3．德军在计划作战行动时，必须考虑苏军的反应。有时候，顽强的苏军在不太厉害的炮火下却惊慌失措。然而，这种情况是非常少的，如果德军不考虑这一点，很可能犯大的错误。把苏军的顽强估计高一些总会有好处，苏军的软弱仅是少有的现象，永远都不能认为苏军经受不住战争的考验。
更让曼施坦因感到不安的是，1943年夏季以来，苏德战争的重点转到了苏联战场的中央地段。从斯大林格勒战役结束以后，苏军已经把战线向西移了600多公里，在库尔斯克地区形成了深入德军防线的突出部。
苏军控制着如此长的突出部，像“尖刀”一样，可以对奥廖尔地域和别尔哥罗德地域进行深远突击，从而解放整个乌克兰、顿巴斯和白俄罗斯。
四号坦克是二战中德军的重要坦克之一，是二战期间连续生产的坦克。1934年，希特勒下令制造装备短身管75毫米火炮的四号坦克。1937年10月，德国制造了第一辆四号A型坦克。二战以前，四号坦克的A、B、C型产量很小，主要用于训练。
在波兰战役中，四号坦克受到装甲部队的欢迎。1939年10月，D型坦克投产。1940年，E型坦克投产。1941年，F型坦克投产。F型以前的四号坦克武器均为短身管75毫米火炮。
苏德战争爆发时，德军装备的四号坦克只有几百辆。面对苏军T-34型和KV-1型坦克，德国的三号、四号坦克明显不是对手。德军坦克短身管火炮的穿甲能力太低，经常依靠步兵火炮对付苏军的先进坦克。而德军坦克的装甲太薄，不能防御苏军反坦克武器。
此时，德军的坦克战术先进，加上良好的步坦协同，这使得德军在战争初期获得了重大胜利，此外苏军的指挥不当也促进了德军的胜利。随着苏军指挥能力的逐渐提高，结果德军在莫斯科战役中失败了。
德国不仅研制了虎式和豹式坦克，还对三号、四号坦克加以改进。四号坦克F1型换装长身管75毫米火炮，变成F2型，增强了装甲。1942年，四号G型坦克投产。这两种型号坦克勉强能对付T-34/76坦克。F2型运到非洲军团，它的火力较猛、装甲较厚，成为隆美尔最倚重的坦克。
1943年四号坦克的H型和J型投产了，火力和防护力进一步增强，产量都超过3000辆。四号逐渐取代三号成为德军的主力坦克。在斯大林格勒、库尔斯克、西西里、诺曼底、阿登等地，四号坦克成为德军装甲部队的主力之一。由于德国资源匮乏，因此结构简单的四号坦克保持了批量生产，弥补虎式、豹式坦克数量不足的问题。二战期间，四号坦克的产量达8000辆以上。
四号坦克的底盘还制成了变形车，例如旋风式自行高炮、野蜂式自行榴弹炮、熊式自行榴弹炮等。用四号底盘制造的驱逐战车，安装了75毫米和88毫米反坦克炮。这些变形车共有2859辆，在德国陆军各兵种中都广泛使用。
二战时，匈牙利军队装备四号坦克52辆、罗马尼亚装备四号坦克100辆、保加利亚装备四号坦克46辆、芬兰装备四号坦克15辆、西班牙装备四号坦克20辆。1943年，土耳其装备了少量的IV/G型坦克。
1941-1943年，苏军缴获了大量的三号、四号坦克，少量被苏军临时使用，大量被改装为突击炮。直到1967年，保加利亚、芬兰、埃及、西班牙、叙利亚、约旦、土耳其等国都曾使用四号坦克。
4.“红色乐队”预警
为了查清德军在突出部发动进攻的日期，苏军展开了大量的空中侦察和谍报工作。“露西”谍报网发挥了重要的作用。在二战时，“露西”谍报网曾向苏联提供了大量机密的情报，比如德军入侵苏联的日期，斯大林格勒战役中德军的兵力部署等。
这时，“露西”谍报网又向苏联提供了德军将向库尔斯克突出部发动进攻的情报，苏军下定决心粉碎德军的这次进攻。
“露西”谍报网的间谍们长期在德军总司令部渗透。1943年7月，德军进攻库尔斯克突出部时，有关“堡垒”行动的机密情报使苏军做好了应战准备。
“露西”谍报网是“拉多小组”的一个分支机构，“拉多小组”是二战时对德国渗透力最强的间谍组织。“拉多小组”的领导是匈牙利共产党员山多尔·拉多，他长期在瑞士从事间谍活动。
拉多成为苏联间谍前，主要在维也纳、巴黎和柏林等地活动，曾就职于多家新闻单位。起初，他并不是苏联间谍。他在奥地利和德国流亡期间研究过地理，在绘图方面具有一定天赋。因此，他参加过《苏联世界大地图》的绘图工作。
一次，拉多在绘图时发现其中一些地图的绘制没有精确的资料，而要掌握精确的资料只能去莫斯科实地调查。在莫斯科，他通过一名记者的介绍，先后与苏联情报界的官员见面。他同当时苏军情报部部长别尔津进行过两次密谈，成了正式的苏联间谍。
在苏军情报局的安排下，拉多来到日内瓦建立了秘密的情报站。在瑞士从事间谍工作安全一些，因此他和家人来到日内瓦居住。通过认真观察，他把住址选在离国联大厦很近的一个居住区，那里的人员比较简单，环境比较复杂，交通发达，出现险情能够快速逃离。安排好住处后，他建立的新闻地图社开张营业了，新闻社只有他、他的妻子和两名雇员。
在拉多的策划下，新闻地图社经营得很好。他利用自己的特长和当时各国对地图类刊物的大量需求，开展了很多业务，包括政治经济形势地图、军事地图等。