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1943年7月4日，庫爾斯克地區烏雲密佈。沉悶炎熱的空氣中不時傳來隆隆雷聲。下午4時，突出部南部，也就是曼施坦因負責的戰區內，德第4裝甲集團軍和當面蘇沃羅涅日方面軍第6近衛集團軍爆發了首輪戰鬥。
德軍首先發動了猛烈空襲。第8航空軍當天出動了224個架次，包括132個架次的俯衝轟炸機。德機重點空襲了紅軍第67近衛步兵師。10分鐘內，該師陣地就落下了2500顆德國炸彈。蘇軍也還以顏色，擊落了第8航空軍的3架飛機（2架Ju88A…4，1架Bf109G…4）。
展開空襲的同時，德軍地面部隊則發動了一些營團規模的攻勢，目的是清除蘇軍的前進陣地，併為明天的主攻奪取所需的觀察所。德第52軍首先發動進攻，以吸引蘇軍的注意力；隨後，位於第52軍右翼的德第48裝甲軍開始採取主要行動。投入戰鬥的包括德第3、11裝甲師和“大日耳曼”師的一些精銳團營，他們首先遭遇的對手，是蘇第52、67近衛步兵師在德拉古斯科耶附近的前沿警戒部隊。
戰鬥規模雖然不大，但卻相當激烈。德拉古斯科耶以東，“大日耳曼”師“擲彈兵”裝甲步兵團和第11裝甲師先遣營成功清除了蘇第52近衛步兵師一個營的陣地；而德拉古斯科耶以西，“大日耳曼”師“燧發槍手”團第3營和第3裝甲師第394裝甲步兵團第1營，卻遭到蘇軍2個營頑強抵抗。在蘇軍的反坦克炮和迫擊炮射擊下，德軍損失慘重。“大日耳曼”師參戰部隊第15連死傷約三分之一的人員。直到21時，德軍才達到目的。
在距紅軍主要防禦地帶3公里處一個叫做布托沃的小村，德軍“大日耳曼”師“擲彈兵”團先遣營以及第11裝甲師分隊遭到的抵抗也很激烈。在這裡作戰的蘇軍是第67近衛步兵師第199團第3營的加強排。他們打退了約1個團德國步兵以及50輛坦克的反覆進攻，把強大的對手牽制了7…8個小時。
當天夜晚，同樣隸屬第4裝甲集團軍的第2黨衛裝甲軍也開始實施滲透作戰，一直持續到第二天早上。而在第4裝甲集團軍右翼，德軍“肯普夫”戰役叢集部署在北頓涅茨河沿線的部隊，則向河對岸實施隱蔽行動，以尋找能夠讓“虎”式坦克渡過的淺灘。
7月4日的前沿戰鬥雖然規模不大，依然被很多西方史料認為是“城堡”戰役的開始。德第4裝甲集團軍以此奪取了當面蘇軍50％的前哨陣地，並迫使其餘一些前哨內的蘇軍收縮回主防線。由於紅軍最初沒有動用強大炮兵實施反擊，德方還以為對手已經被打了個措手不及。
而實際上，這些戰鬥僅起到了有限的戰術調整作用，反而還暴露了德軍的進攻企圖。特別是在別爾哥羅德地域的一次戰鬥接觸中，蘇近衛第6集團軍俘獲了肯普夫麾下德第168步兵師的1名士兵。他供稱每個德軍士兵都到了一份伏特加，將在7月5日拂曉發起攻勢。華西列夫斯基元帥得到這個情報後，立刻下令守軍進行炮火反準備，以打亂德軍的部署。這個情報也通報給了中央方面軍和正在該方面軍指揮所的朱可夫。
2、火力反準備
7月4日22時30分，蘇第6近衛集團軍首先實施炮擊，以阻止德軍消滅蘇軍警戒分隊。當蘇聯炮彈突然兇猛襲來的時刻，德軍終於明白：進攻企圖已經暴露。
7月5日晨，蘇軍又進行了第二次持續時間30分鐘的轟擊：先對德軍出發陣地實施5分鐘急襲射擊，接著是對炮兵陣地的15分鐘等速直瞄射，最後對坦克可能的集結地炮火急襲10分鐘。按照慣例，炮擊的開始和結束都伴隨著火箭炮齊射。
5日凌晨3時，第7近衛集團軍也加入進來，以火炮迫擊炮696門，火箭炮47門猛轟德軍坦克和步兵集結地，在30分鐘內消耗了半個基數的彈藥。
猛烈炮火猶如疾風暴雨，炸點佈滿了德軍第4裝甲集團軍和“肯普夫”戰役叢集的防線。由於德軍此前的戰術行動，暴露了不少重要目標，結果招來了相當損失：德第19裝甲師在北頓涅茨河為第503營的“虎”式坦克架設的橋樑遭到嚴重破壞；黨衛軍第2“帝國”裝甲步兵師在集結地陷入蘇軍炮火；德軍的指揮通訊也遭到了損失。直到3時20分左右，也就是蘇軍最後1次10分鐘急襲射擊前，德軍才開始以炮火反擊。
序戰（2）
7月4…5日凌晨，突出部北方的德軍也暴露了他們的企圖。在這裡作戰的莫德爾將軍麾下第9集團軍，雖然沒有像曼施坦因那樣採取進攻行動，但也派出工兵清除雷場。由於蘇軍