Было решено активной обороной измотать противника, одновременно подготавливая крупное контрнаступление, которое могло бы в корне изменить стратегическую обстановку на юге. Замысел операции состоял в том, чтобы накопить войска на флангах 6-й армии, нанести с севера и юга от Сталинграда удар на Калач и таким образом окружить Паулюса.
Между тем немцы начали штурм Сталинграда, который вылился в двухмесячные уличные бои. Город вскоре превратился в груду развалин. В этом море руин, бетонньу глыб и битого кирпича шли безжалостные нескончаемые схватки между наступавшими и оборонявшимися. Немцам приходилось брать с боем буквально каждый метр сталинградской земли, с чрезвычайным трудом прокладывая себе дорогу от дома к дому, от подвала к подвалу, с этажа на этаж. К 11 ноября в руках у оборонявшихся остался только кусочек набережной в районе тракторного завода «Баррикады», где сражались остатки 62-й армии. Казалось, дни города сочтены. Но 19 ноября на флангах немецкой армии началось тщательно подготовленное контрнаступление Юго-Западного и Донских фронтов. 21 ноября советские танки прорвали немецкую оборону, а 23-го кольцо окружения вокруг 6-й армии Паулюса сомкнулось. В котле оказалось более 300 тысяч немцев. Это было одно из крупнейших поражений рейха за всю Вторую мировую войну.
Жуков не был свидетелем окончания Сталинградской операции. По приказу Сталина он в начале января 1943 г. отбыл на Северо-Западный фронт и вместе с Ворошиловым координировал прорыв блокады Ленинграда. В январе блокада была снята. В эти дни Жукову было присвоено звание Маршала Советского Союза. 15 марта Сталин направил Жукова на Воронежский фронт, где разворачи-, валось новое грандиозное сражение, вошедшее в историю как битва на Курской дуге. Во время прежнего наступления советские войска глубоко вклинились в немецкую оборону в районе Курска. Стараясь ликвидировать опасный курский выступ, немцы взяли Белгород и развернули наступление на Курск.
Но Жуков успел создать на Северном Донце мощную группировку, которая остановила продвижение врага. Положение в районе Курской дуги стабилизировалось, и обе стороны стали готовиться к решительной битве.
Германский Генштаб принял решение подготовить новое мощное наступление и срезать Курский выступ, являвшийся идеальным плацдармом для наступления вглубь немецкой обороны. Для этой цели предполагалось использовать все имевшиеся в наличие танковые силы. Семь танковых дивизий 9-й армии Моделя должны были ударить с севера, а девять дивизий 4-й танковой армии Гота — с юга. Бронированный кулак 4-й танковой армии был особенно мощным и состоял из лучших танковых корпусов рейха. В его состав входили три танковые дивизии СС: «Адольф Гитлер», «Рейх» и «Тотенкопф».
Вся эта мощь, сосредоточенная на участке фронта шириной всего 45 км, должна была обрушиться на позиции Воронежского фронта. Зная о планировавшемся наступлении, советское командование в апреле приняло решение о преднамеренной обороне. Измотав противника в оборонительных боях, советские войска должны были затем перейти в контрнаступление. План этот, разработанный при самом тесном участии Жукова, удалось блестяще осуществить.
Битва началась 4 июля, когда войска Моделя и Гота перешли в наступление на позиции советских войск. Несмотря на мощную поддержку с воздуха, танки 9-й армии смогли врезаться в линию советской обороны только на 11 км. Через неделю боев между, войсками Моделя и Гота все еще лежали почти 100 км неприступных укрепрайонов Центрального и Воронежского фронтов. Более успешными были действия танковой армии Гота. Уже к вечеру 4 июля она смогли продвинуться вглубь советских позиций на 10 км, а 10 июля дивизии «Рейх» и «Адольф Гитлер» прорвали третий, последний, оборонительный рубеж Воронежского фронта и вышли на оперативный простор у Прохоровой. Навстречу им Жуков бросил 5-ю танковую армию генерала Ротмистрова. 12 июля в районе Прохоровки разыгралось крупнейшее во Второй мировой войне встречное танковое сражение, в котором около 800 немецких танков столкнулось с таким же количеством советских. Потеряв в этом грандиозном танковом сражении 300 танков. Гот должен был отступить.
Измотав противника в десятидневных боях, Жуков перешел в наступление. 12 июля был нанесен первый удар севернее и восточнее Орла по 9-й армии Моделя. Немецкая оборона была прорвана в двух местах. Моделю ничего не оставалось, как начать отвод своих войск. 17 августа были освобождены Орел и Белгород. Ввиду этого Гот также прекратил наступление и к 23 июля отвел свои войска на исходные позиции. Но его основательно потрепанная и утомленная армия не могла уже оказать серьезного сопротивления наступлению Воронежского фронта.