Cuối năm 1942 và đầu năm 1943, quân đội phát xít Đức Wehrmacht lâm vào một thảm họa kinh khủng[9] khi Tập đoàn quân số 6 của họ bị bao vây tại Stalingrad, đồng thời Hồng quân Xô Viết tiếp tục các đợt tấn công của Chiến dịch Mùa Đông 1942-1943 nhằm vào các phòng tuyến của quân Đức trên sông Đông.[10] Ngày 2 tháng 2 năm 1943, Tập đoàn quân số 6 đầu hàng, toàn bộ 91 nghìn binh lính còn sống sót của họ đều bị bắt làm tù binh.[10][11] Tổng cộng số thương vong của Tập đoàn quân số 6 tại Stalingrad (không kể tù binh) lên đến 12 [12] - 15[10] vạn người. Tổng cộng năm 1942 phát xít Đức thiệt mất 1,9 triệu binh lính,[13] và đến năm 1943 tổng số quân Đức trên Mặt trận Xô-Đức giảm 47 vạn so với năm 1942.[14] Số xe tăng giảm từ 3.300 chiếc (đầu chiến tranh)[15] xuống còn 495 chiếc vào ngày 23 tháng 1 năm 1943 - phần lớn số tăng sống sót này là các xe tăng đời cũ.[16] Nhân đà thắng lợi tại Stalingrad, Hồng quân tiếp tục mở các chiến dịch tấn công quân Đức trên khu vực sông Donets phía Tây sông Đông,[17] với mục đích tiêu diệt toàn bộ số quân Đức tại đây.[18]

Ngày 2 tháng 2 năm 1943, trên cánh Bắc Phương diện quân Voronezh bắt đầu chiến dịch Ngôi sao nhằm vào các mục tiêu giải phóng Belgorod, Kharkov và Kursk do Tập đoàn quân xe tăng 3, các tập đoàn quân bộ binh 38, 40, 60 và 69 thực hiện.[19] Tại cánh Nam, ngày 29 tháng 1, Phương diện quân Tây Nam của tướng N. F. Vatutin cũng triển khai chiến dịch "Bước Nhảy Vọt". Đòn tấn công phủ đầu của Hồng quân được thực hiện bởi 3 quân đoàn xe tăng và một quân đoàn cơ giới do Trung tướng M. M. Popov chỉ huy đã chọc thủng phòng tuyến của quân Đức tại sông Bắc Donets và đánh bọc sườn quân Đức.[20] Ngày 15 tháng 2 năm 1943, tướng N. F. Vatutin tung quân đoàn xe tăng 1 và 25 áp sát thành phố Zaporozhye nằm trên bờ Đông sông Dniepr - vốn là nơi kiểm soát con đường cuối cùng dẫn tới Rostov và là bình phong bảo vệ cho Tổng hành dinh của Tập đoàn quân không quân 4 (Luftflotte 4) của Cụm Tập đoàn quân Nam.[21] Đồng thời, dù Hitler ra lệnh giữ vững vị trí, quân Đức đóng tại Kharkov vẫn tháo lui và ngày 16 tháng 2 Hồng quân lấy lại thành phố.[22]

Hitler ngay lập tức bay tới Bộ tư lệnh của Manstein tại Zaporozhye. Tại đây, Von Manstein báo cáo với Hitler rằng theo tình hình hiện tại, một đòn phản công nhằm vào Kharkov là không thể thực hiện được, tuy nhiên ông có thể mở đòn đột kích bọc sườn phía Nam các lực lượng Hồng quân (vốn đã bị kéo căng quá cỡ sau đợt tấn công) bằng 5 quân đoàn thiết giáp Đức trong tay, rồi nhân đó sẽ phát triển đòn phản kích, đánh chiếm lại Kharkov.[23]

Ngày 19 tháng 2 năm 1943, Hồng quân Xô Viết chọc thủng các phòng tuyến Đức và tiến gần đến Zaporozhye. Hitler buộc phải di tản khỏi thành phố bằng đường không, y rời sân bay vừa đúng lúc Hồng quân chỉ còn cách xa sân bay trên dưới 30 cây số.[24] Trước tình hình càng lúc càng tồi tệ, Hitler quyết định giao toàn quyền xử lý tình huống cho Manstein.

Việc thanh toán xong Tập đoàn quân 6 (Đức) tại Stalingrad đã giải phóng đến 6 Tập đoàn quân Liên Xô thuộc Phương diện quân Sông Đông dưới sự chỉ huy của tướng K. K. Rokossovsky. Sau khi được tăng cường Tập đoàn quân xe tăng 2 và Tập đoàn quân 70[25], Bộ Tổng tư lệnh quân đội Liên Xô điều động Phương diện quân này chêm vào giữa Phương diện quân Briansk và Phương diện quân Voronezh ở phía Tây Kursk và đổi tên nó thành Phương diện quân Trung tâm, đối diện với điểm kết nối giữa Cụm tập đoàn quân Nam và Cụm tập đoàn quân Trung tâm của Đức.[26] Được biết tới trong các tài liệu Liên Xô với cái tên Chiến dịch Kharkov và Donbass,[27] đợt tấn công dự kiến sắp tới của Hồng quân sẽ nhằm mục tiêu bao vây và tiêu diệt toàn bộ quân Đức tại cung lồi Orel, vượt sông Desna và tiếp đó là bao vây, tiêu diệt hoàn toàn Cụm Tập đoàn quân Trung tâm.[25] Kế hoạch dự kiến sẽ bắt đầu vào khoảng ngày 12 đến 15 tháng 2 năm 1943, tuy nhiên sau đó do vấn đề về hậu cần và triển khai binh lực mà Bộ Tổng tư lệnh Tối cao STAVKA dời lại vào ngày 25 tháng 2.[28] Mở màn cho kế hoạch này, ngày 8 tháng 2 năm 1943, Tập đoàn quân 60 (Liên Xô) do thiếu tướng I. D. Chernyakhovsky chỉ huy đã đánh bật Sư đoàn xe tăng 4 của Tập đoàn quân 2 Đức ra khỏi Kursk và chiếm thành phố này. Chếch về phía Bắc, Tập đoàn quân 13 (Liên Xô) bắt đầu đe dọa sườn phải của Tập đoàn quân 2 (Đức). Việc này tạo ra một lỗ thủng 60 cây số giữa Tập đoàn quân 2 và Tập đoàn quân 9 (Đức). Lỗ hổng này ngay sau đó đã được tướng K. K. Rokossovsky nhanh chóng khai thác.[29] Trong khi các Tập đoàn quân 38 và 40 của F. I. Golikov tấn công vào cánh phải của Tập đoàn quân 2 (Đức) và tiến thêm được gần 20 km về hướng Konotop,[30] thì K. K. Rokossovsky bắt đầu triển khai chiến dịch Oryol - Bryansk ngày 25 tháng 2, chọc thủng các phòng tuyến của quân Đức và đe dọa cắt đứt liên lạc giữa Tập đoàn quân xe tăng 2 và Tập đoàn quân bộ binh 9 của Đức tại khu vực Karachev.[31] Tuy nhiên, Tập đoàn quân xe tăng 2 (Đức) do tướng Shmidt chỉ huy đã kháng cự quyết liệt và làm chậm tốc độ của cuộc tấn công.[30] Cuối tháng 3 năm 1943, cánh trái của Phương diện quân Bryansk và cánh phải của Phương diện quân Trung tâm (Liên Xô) phải lùi về tuyến xuất phát, hình thành mặt chính diện phía Bắc của vòng cung Kursk.[32] Chỗ lồi Oryol có chiều sâu đến 160 cây số vào điểm nối giữa hai Phương diện quân Trung tâm và Bryansk làm cho trận tuyến của Hồng quân tại khu vực này bị kéo dài thêm đến 100 km.[33]

Trong khi Hồng quân tiếp tục tấn công mạnh về phía Tây, Thống chế Von Manstein được tăng viện Quân đoàn xe tăng 2 SS của tướng Paul Hausser gồm các sư đoàn Thiết giáp SS "Leibstandarte SS Adolf Hitler", "Das Reich", "Totenkopf" cùng nhiều đơn vị kỹ thuật và được đưa vào chiến đấu bên cạnh Tập đoàn quân xe tăng 4 của tướng Hermann Hoth. Trong khi đó Hitler cũng đã chuẩn y cho việc tung thêm 7 sư đoàn thiết giáp và cơ giới (không đủ biên chế) vào trận để chuẩn bị cho đợt phản công sắp tới. Tập đoàn quân không quân số 4 (tư lệnh: Thống chế Wolfram von Richthofen) cũng đã tái tổ chức được lực lượng và giúp không quân Đức giành được ưu thế chiến lược trong chiến dịch này khi số lượt bay trung bình mỗi ngày của họ tăng từ 250 vào tháng 1 lên 1.000 vào tháng 2.[27] Ngày 20 tháng 2 năm 1943, khi Hồng quân áp sát Zaporozhye và Krasnoarmeisk, người Đức hiểu thời cơ phản công của họ đã đến.[34][35]