为了取得第二阶段战役的胜利，曼施泰因将德SS装甲军和第48装甲军等 （即党卫队装甲军） 主力部队投入了战斗。德SS装甲军是德军的一支精锐摩托化装甲部队，由希特勒近卫师（又译警卫元首师）、达斯赖希装甲师和托坦科普夫装甲师等3支装甲师组成，是曼施泰因手中的一张王牌。
7月12日，以SS装甲军为核心的德军在普罗赫洛夫卡附近同赶来增援的苏草原方面军的第5坦克近卫集团军和第5近卫集团军展开了一场史无前例的坦克遭遇战。这一天，苏军出动约850辆坦克，德军则投入了约650 辆坦克,双方在15平方公里的战场上进行了一场坦克“肉搏战”。德军SS装甲军的3个师齐头并进，“虎”式重型坦克在前，“豹”式坦克在后，以每平方公里150辆坦克的密度向苏军展开了冲锋。尽管虎式坦克攻击力极强，但其行驶速度每小时不过20公里，加之德军战线狭长，500至700辆德军坦克拥挤在一起，难以发挥优势。苏军抓住这一机会，决定以快制慢。战斗一开始，苏军坦克就开足马力冲入敌阵，利用其T—34坦克的灵活性，以近战消灭“虎”式坦克。这一大胆的战略令德军始料不及， 顿时阵脚大乱。最终，在一片混乱中，德SS装甲军遭到重创，在尸横遍野的战场上扔下了大约400辆东倒西歪的坦克残骸，其中包括70至100辆“虎”式 坦克。这次战斗彻底摧毁了德SS装甲军的战斗力，完全扭转了库尔斯克南线战局，使南线德军的进攻计划以失败告终。
重写历史
然而，根据美国华盛顿特区国家档案馆的一份有关德SS装甲军的秘密文件，一些专家认为，以前对这场战斗的描述并不准确。这份资料显示，首先，德SS装甲军并非像史料所记载的那样拥有700余辆坦克，即使是在战役开始之前，SS装甲军也不过只有211辆具备完全战斗力的坦克。其次，在12日的战斗中，SS装甲军也并不像人们所说的那样损失惨重。根据一份德军1943年7月13日的内部统计，SS装甲军在这场战斗后尚有163辆可以战斗的坦克，仅仅损失了48辆。这同苏军第5装甲军的损失比起来要小得多。另据1984年的一本苏第5坦克集团军二战史记载，该军在12日的战斗后仅需要大修的坦克就有400辆之多。尽管书中并没有记载苏军损失的坦克数量，但这一数字已足以证明，苏军在这场战斗中付出了巨大的代价。一些苏联时期的原始材料中甚至有这样的文字：“第5坦克集团军在这次遭遇战中损失约650辆 坦克，由于无法恢复攻击能力，已将剩余坦克编入步兵连队。”
根据这些解密的材料，史学家们对那场发生在55年前的战斗进行 了重新 描述：7月12日凌晨，德SS装甲军希特勒近卫师的阵地附近传来一阵震耳欲聋的坦克马达轰鸣声，这表明，正有一支苏军装甲部队向这里进发。早晨5点钟左右，数百辆苏军坦克出现在阵地前沿，这些坦克多为苏T-34坦克和T-70坦克，分成40至50组铺天盖地向德军阵地冲来，坦克上还运载着步兵。见此情景，德军立即投入了战斗。顿时，火炮、穿甲弹在双方阵地中爆炸，硝烟笼罩了整个大地。战斗一开始，苏军T-34坦克就径直杀向敌 阵。然而，T-34坦克的76毫米口径火炮在远距离无法击中德军坦克，因此，大量苏军坦克在接近敌人之前就已经被德“虎”式坦克击毁。战斗结束后，战场上苏军坦克的残骸数以百计，苏181坦克团在战斗中全体阵亡。
如果当时的情景的确如此，那么有关东线作战的历史应该重新撰写，7月12日的战斗也将不像传统观点所认为的是整个战役的分水岭，更不是德军南线全部撤退的根本原因。事实上，12日的战斗后，德军依然拥有较强的作战实力，并在以后几天的战斗中取得了一定的进展，包围了苏军的几个步兵阵地，占领了一些极有战略价值的高地。那么，是什么原因导致德军最终在南线放弃进攻，全军撤退的呢？专家们认为，导致德军溃败的原因恰恰是希特勒本人。
1943年，二次大战进入了关键的转折阶段。7月初，就在苏德战场上的战役进行到白热化的时候，由蒙哥马利指挥的英国第八集团军和巴顿将军指挥的美国第七集团军在意大利的西西里岛大举登陆。接到这个消息后，希特勒坐立不安，他决定放弃苏德战场的会战，将军队撤出以保存实力，为防御做准备。德军南线指挥官曼施泰因对希特勒的决定大为不满，他认为如果坚持到底，德军将有可能包围苏第5坦克近卫集团军主力，并最终占领战略要地普罗霍洛夫卡。然而，刚愎自用的希特勒并没有采用曼施泰因的建议，而是将SS装甲军等主力部队调离了普罗霍洛夫卡地区。7月17日至18日， 这些部队正式撤出了战场。此后，德SS装甲军希特勒近卫师被调往意大利。
