10 июля 5-я гвардейская танковая армия вошла в состав Воронежского фронта. В тот же день командующий фронтом генерал армии Н. Ф. Ватутин поставил Ротмистрову боевую задачу. Армии надлежало с утра 12 июля перейти в решительное наступление совместно с 1-й танковой и 5-й гвардейской общевойсковой армиями, уничтожить противника юго-западнее Прохоровки и к исходу дня выйти на рубеж Красная Дубрава — Яковлево. 5-я гвардейская танковая армия усиливалась еще двумя танковыми корпусами и несколькими артиллерийскими полками. Всего с приданными соединениями в ней насчитывалось теперь около 850 танков и САУ.

У противника, по полученным сведениям, на Прохоровском направлении действовала группировка, имевшая около 700 танков и САУ, в том числе более 100 «тигров» и «фердинандов». Поэтому Ротмистров решил развернуть в первом эшелоне сразу все четыре танковых корпуса (18-й, 29-й, 2-й гвардейский Тацинский и 2-й), оставив во втором эшелоне 5-й гвардейский Зимовниковский механизированный корпус.

И вот наступило утро 12 июля. Со своего наблюдательного пункта Ротмистров видел, как ровно в 6.30 в небе появились «мессеры», словно бы обнюхивая воздушное пространство. Верный признак, что скоро появятся вражеские бомбардировщики. Так и произошло — в безоблачном небе возникли десятки черных «юнкерсов», которые, пикируя, начали сбрасывать бомбы в основном на населенные пункты и отдельные рощи.

Но вот появились звенья советских истребителей. Завязались воздушные схватки, к земле потянулись черные шлейфы дыма от сбитых самолетов. «Юнкерсы» стали уходить, поспешно сбрасывая бомбовый груз где попало. А вот появились и наши бомбардировщики. Их сопровождали советские истребители, ставшие хозяевами неба. Потом грянули залпы армейской артиллерийской группы. И вот наконец — залпы полков гвардейских минометов, пронзивших небо огненными стрелами, — сигнал начала атаки танков.

Из укрытий, набирая скорость, дружно устремились вперед советские тридцатьчетверки. Но что это? Навстречу двигалась масса танков противника. Оказалось, что ударная группировка Манштейна тоже перешла в наступление.

Танки первого эшелона 18-го и 29-го корпусов, стреляя на ходу, врезались в боевые порядки противника, буквально пронзив их сквозной атакой. Вражеские танкисты, очевидно, не ожидали встретить здесь такую большую массу наших танков и такую решительную их атаку. Все смешалось. «Тигры» и «пантеры», лишенные в ближнем бою своего огневого преимущества, успешно поражались нашими Т-34 и даже Т-70. Поле сражения заволокло дымом и пылью. Танки наталкивались один на другой, слышался скрежет брони от мощных ударов. Ударяясь о броню, рикошетили снаряды, взрывы боекомплекта внутри машин отбрасывали в сторону танковые башни…