在中央集团军德军开始进攻的同时，北面的莫德尔第9军团在32千米宽的正面突破俄军防线，向前推进了9.6千米，这也就是北面德军在整个会战期间的第一个战果。南面的曼施坦因进展较为顺利，但代价较大。9月9日，霍斯第4装甲军团已突破南面俄军三道防线，并向第四道防线冲击，第48装甲军距俄军防御中枢奥博扬仅25千米。红俄军紧急调动战略预备队草原方面军的两个主力集团军，增援沃罗涅日方面军。9月12日，草原方面军主力、罗特米斯特罗夫的第5近卫坦克集团军强行军300多千米，赶到普罗霍罗夫卡地区，与正在向东*突击、寻求机动的德军豪塞尔第2党卫装甲军遭遇，俄军850门坦克、自行火炮，同德军500多门坦克、自行火炮展开一次规模巨大的坦克会战，此时会战达到高潮，俄军已将坦克战略预备队全部投入，而德军还有几个师的坦克战略预备队尚未投入，曼施坦因打算让对手消耗到相当程度后，于决定性时刻放出最后几个坦克师。
德国从第聂伯河左岸的乌克兰和顿巴斯实施进攻，粉碎俄军在这一地区组织防御的计划。第聂伯河适于防御的另一个原因是，河右岸高，可控制左岸，左岸在很大一段距离上坡低而缓。9月底，敌人在这里构筑了工程完备、布满防坦克兵器和防步兵兵器的防御，这就是所谓“东方壁垒”的基本部分。在红俄统帅部认为德军可能渡河的地方，构筑了极为牢固的多地带防御。在第聂伯河右岸一系列地域，俄军部队构筑了火力很强的桥头堡。在克列缅丘格、扎波罗热和尼科波尔地域，构筑了特别强大的工事。
红俄军队抓住第聂伯河，把它当作一根救命稻草。红俄将军们认为，他们利用这道强大的天然江河障碍和在河上构筑的工事，将能阻止德军再次强渡第聂伯河。
红俄统帅部副总参谋长华西列夫元帅在丢失哈尔科夫后声称：“第聂伯河是一道700—900米宽的巨大江河障碍，我们已经准备了连绵不断的永备发射点，攻不破的天然堡垒。除非第聂伯河水倒流，否则德国人是克服不了它的。”
守住第聂伯河与保住奥廖尔、图拉等富饶地区密切相关。这一地区对于红俄来说具有重要经济意义。朱加什维利明白，第聂伯河沿岸阵地的崩溃，将使红俄再次失去这一地区的粮食、顿涅茨克的煤炭、扎波罗热和尼科波尔的锰和有色金属。一句话，丢掉第聂伯河，对于俄国人来说，就意味着丧失重要的原料基地。
严守第聂伯河的光荣任务由中中央方面军、沃罗涅日方面军、草原方面军、西南方面军和南方面军等五个方面军部队完成。大本营委派苏联元帅Г??k??朱可夫和А??m??华西列夫斯基协调诸方面军的战斗行动。
9月12日，当北线德军部队进抵哈尔科夫防御外廓，在博戈杜霍夫以南展开激战的时候，草原方面军、沃罗涅日方面军和西南方面军指挥部就已收到红俄最高统帅部大本营的训令，训令中下达了这三个方面军部队的尔后任务。草原方面军的预定方向规定为向克拉斯诺格勒、上第聂伯罗夫斯克进攻，快速部队应前出至第聂伯河并占领各渡口。沃罗涅日方面军的任务是进攻克列缅丘格，西南方面军部队应向巴尔文科沃、巴甫洛格勒总方向运动，前出至扎波罗热、波洛吉一线，截断敌顿巴斯集团向西的退路。红俄打算通过进攻来大量消耗德军的有生力量，取得一条比较稳定的战线之后，调集力量封堵东线狂飙突进的中国国防军。
为将德军赶出俄罗斯边境，农工党中央委员会和最高统帅部采取了一切措施。大本营拥有足够的预备队，认为能够而且必须加强俄各方面军。9月上半月，大本营将第60、第52和近卫坦克第3集团军，2个坦克军、1个机械化军和2个骑兵军转隶中央方面军和袄罗涅日方面军；将第37集团军和分别从友邻的沃罗涅日方面军和西南方面军抽调的2个集团军转隶草原方面军。事件迅速发展。用于准备新的突击的时间有限，仍然采取了军队部署方面的必要措施，确定了任务，进行了从德国侵略者手中收复左岸乌克兰然后在第聂伯河东岸低地组织防线的战役组织工作。
但是得到了中国最新装备援助的德军却凭借先进武器和不许退却一步的严酷命令，一步步的击退红俄各个方面军的反击。到了9月20日，德军北方集群已经攻占布良斯克，而曼施坦因的中央集群也已经完成了对沃洛涅日的包围，加上中国东线军队和德国南方集群即将在顿河下游会师的消息，红俄军队已经开始动摇，再也没有那种寸土不让的拼命精神了。
9月23日，正当曼施坦因认为胜利在望时，元首赫斯却命令立即停止“东方”作战，原因是英美军队已于9月20日在苏格兰登陆，为防止英伦战线崩溃，必须从苏德战场抽调兵力。曼施坦因认为现在停止作战等于放弃胜利，至少要把俄军的战略预备队消耗掉。赫斯作了让步，除南面德军继续消耗俄军外，其他部队撤出战斗，但几天后便将曼施坦因手里的几个装甲师调走了。
元首赫斯的“东方”作战就这样虎头蛇尾结束了，其实对于德国和元首赫斯而言，弗莱贝格的蘑菇云才是让德国统治世界梦想破灭的致命一击。9月25日，红俄军布良斯克方面军和西方方面军就向克鲁格“北方集群”背后的奥廖尔发动进攻，克鲁格急调部分进攻部队回援，俄军毫不迟疑地向克鲁格实施正面进攻。同时，沃罗涅日方面军和草原方面军也向南面的曼施坦因发起反击，德军南北两路节节败退。10月5日，红俄军奇迹般的收复别尔哥罗德和奥廖尔，德国策划了半年之久的“东方”会战最终以德军北线和中央集群的被迫原地修整而告终。德军的战略预备队在会战中被消耗殆尽，德军在俄德战场上完全失去了战略主动权，从此再也没有独立担负起灭亡红俄的能力了。
从德国方面看，最大的失误是拖延了进攻时间，在四月到五月中旬以前，德军乘第二次攻占哈尔科夫的胜利之余威，以当时手中的兵力，向俄国腹地的进攻，确有相当大的取胜把握。当时俄军沃罗涅日，西南方面军，中央方面军损失严重，尚未得到整补，草原方面军也未开到，布势展开。突出部地带谈不上像样的防御之事。但是元首赫斯一方面期望通过秘密武器获取更加廉价的胜利，另外一方面也缺少当机立断的能力，显得犹犹豫豫，之后为等待新式“虎式”坦克和中国支援的“雪豹”坦克，又拖了一段时间，总共耽误了两个多月的时间，丧失了战场良机，犯了战役决心时的大忌。
赫斯花大代价等来的新式坦克表现却差强人意。古德里安在回忆录中提道：“在莫德尔集团军中，虽然有90辆波尔西型‘虎式’战车，但因为它们既缺乏弹药，又没有机关枪。所以它们虽然能突入敌军步兵阵地，却无法毁灭敌人的火力。”由此可见，元首赫斯为等待新式坦克而贻误战机是致命的败着，这一耽误导致英美盟军在苏格兰登陆的时间与“东方”会战的决定性时刻发生了重合。更为糟糕的是，这样沉重的代价换来的新式坦克的作战效果却并不怎么理想。
从红俄方面看，他们对形势的判断较准确。库尔斯克突出部对俄德双方来讲都是守其所必攻，攻其所必守。这一战谁先发动进攻，就对谁不利，这一点双方都意识到了。曼施坦因主张让俄军先进攻，因为太初二十二年春俄军主动向哈尔科夫地区出击，惨遭围歼，防守反击的德军反而占了上风。同样有鉴于此，朱可夫主张让德军先进攻，朱加什维利最后的决定是先让德军进攻，如德军长时间延长进攻时间，则俄军主动出击。如果德军耐心等待红俄军先发动攻势，那他们就会脱离坚固的库尔斯克防御坦克集群阵地，与德军进行野战，而德军强大的坦克战略预备队也就不会撞毁在对方防御工事上。在草原开阔地带实施机动作战的经验，俄军不如德军。但德军最终还是错判形势，先发制人，最终导致战事失利。在战争中先发未必总能制人，这就是“东方”会战留给后世军事家最重要的教训。
由于红俄最高统帅部的判断准确，于是会战按照自己选定的方案进行，原来部署在第聂伯河袋型地区内的主力撤往后方，只留下消耗德军坦克集群的各种各样的专门战斗兵种，同时也最大限度地发挥了纵深梯次防御的优势，红俄虽然没有收复失地，但是消耗德军兵力的任务在德国元首赫斯的配合下完成的比较出色，他们几乎可以用一半兵力就可以在筑垒地段防御德国的反扑，而抽调兵力向南打通顿河通道，营救被截断的南线俄军主力才是他们的战略目标。从某种意义上说，德国除了还算积极主动之外，在牵制红俄方面还真的不能算一个可靠的队友，但是中国将近三分之一的陆军和空军已经一脚踏上了红俄的欧洲领土，红俄的噩梦也就要等到他们的梦醒时分了。