當雙方的準確損失數字被確定後，戰役的結果很清楚，紅俄軍近衛第5坦克集團軍不能達到攻占有利地形或擊潰德軍武裝黨衛軍第2裝甲軍的目的，雙方部隊均在戰役中被削弱，科涅夫決定用近衛第5坦克軍團對抗德軍對戰局有很大影響，因為這裏是德軍的主要進攻方向。
事實上，紅俄軍強大預備隊的突然進攻及在庫爾斯克突出部北麵的德國第9軍團因紅俄軍的庫圖佐夫行動而被迫中止進攻令赫斯元首不得不決定停止整個城堡行動，當他本來已考慮停止行動，這個預兆更令他變得有些神經質，而紅俄軍在哈爾科夫以南的米亞斯河發動對新的德國第6軍團的攻勢令他必須將本來用於取得在庫爾斯克突出部南麵最後勝利的預備隊調往該處，而德意誌國防軍最高統帥部亦決定將等候他們的中國盟友在紅俄東線的勝利消息。
無論戰術上的成果如何，普洛霍羅夫卡戰役的結果轉變為紅軍在心理及實質上的勝利，德軍本來預計紅俄軍需要轉入防禦及沒有更多的反坦克炮；但相反，紅俄軍仍然擁有超過1，000輛坦克，這清楚地顯示出，紅俄軍遠未被戰敗及這嚴重地影響德軍的戰略決定。而這亦顯示出德軍在官兵質素的優勢已經減少，紅俄軍以後更有信心發起大規模攻勢將德軍趕回德國境內，而戰略主動權更落入紅俄軍手中，當然這得中國不再發動更加迅猛的攻勢才行。
在北線，紅俄軍的炮擊也使德軍的進攻比計劃推遲了2個半小時，在幾十分鍾的炮火準備和空中轟炸之後，德第9集團按計劃開始了進攻。莫德爾為了把紅俄軍的注意力從德軍的主攻方向上引開，先在左翼以3個步兵師實施佯攻，但被紅俄軍阻止住了。在主攻方向，德軍集中了4個裝甲師和3個步兵師的兵力，經過激烈的戰鬥，他們突破了蘇第13集團軍的第一道防線，艱難地向前推進了5公裏。但在兩翼，紅俄軍頑強地守住了陣地。在地麵激戰的同時，雙方的空軍也在進行激戰，這一天德軍出動了1000架多次，紅俄空軍也出動了600餘架次。雙方戰至終了時，德軍隻向前突破不足10公裏，卻至少損失了70輛坦克。
第二天，羅科索夫斯基開始發動反擊，莫德爾也把預備隊投入戰場，於是一次大規模坦克戰展開了。經過激戰，紅俄軍的兩個坦克旅遭到重創，損失了約70輛坦克，德軍一路乘勝前進，殺到紅俄軍第二條防線前，但被蘇第17近衛步兵軍以及趕來增援的蘇第17坦克軍阻止住了。淩晨，德軍再一次發動了進攻，企圖奪取交通樞紐波內裏，戰鬥是異常激烈，德軍數次攻入市區，但都被頑強的紅俄軍趕了出來，而紅俄空軍經過激戰，奪取了庫爾斯克北部地區的製空權，從此給德國地麵部隊以很大威懾。
德軍雖給紅俄軍造成很大損失，但紅俄軍依靠數量上的優勢，堅守住了陣地，在波內裏城內，德軍付出慘重的代價後，占領了大半個波內裏，但紅俄軍仍控製著市內一些重要據點，使用德軍無法繼續推進。7月9日莫德爾以300輛坦克向紅俄軍陣地發動了最後一次進攻，結果仍然是失敗的，此時德第9集團軍的攻擊能量已耗盡，10日莫德爾被迫轉入防禦。
8月初赫斯終於下令停止堡壘計劃，並召集克魯格、曼斯坦因等人到他的東普魯士“騎士堡”總部開會，宣布這一決定，由於中央集團軍群糟糕的局勢，克魯格讚同希特勒的決定。但曼斯坦因則強烈地反對，他認為德軍不應在決戰戰場上草率收場，德軍還有充分力量，可以繼續以優勢的坦克交換比消耗掉紅俄軍裝甲力量，以便使紅俄軍至少不能在德軍撤出進攻後立即發起強力反擊，所以在這個戰役剛剛進行到決戰高潮時取消“堡壘”作戰是錯誤的決定。而經曆了莫斯科戰役的打擊後更加缺乏勇氣和耐心的元首赫斯最終取消了進攻，德軍開始後撤，雙方基本恢複了交戰前的態勢。其實赫斯的打算不僅僅是考慮了德軍的現狀，更是考慮到如何借助中國國防軍的攻勢來調動紅俄軍把主力東移。“禍水東引”可不是英美法的專利，他赫斯老大也能玩的轉，但是已經實際占據世界第一強國的中國，真的是德國可以利用的嗎？