紅軍第29坦克軍的對(duì)手主要是黨衛(wèi)軍第1坦克團(tuán)第2營(yíng)——“希特勒”師的主力坦克部隊(duì)。進(jìn)攻中由于沒(méi)有相關(guān)的地圖和偵察材料，大量的紅軍Ｔ-３４坦克竟然沖進(jìn)了蘇方自己挖掘的反坦克壕中。而當(dāng)這些蘇聯(lián)坦克開(kāi)始倒車(chē)退卻時(shí)，卻又遭到德軍坦克的射擊而蒙受了重大損失。紅軍坦克被迫改變方向，轉(zhuǎn)而向左面的橋梁發(fā)動(dòng)沖擊。結(jié)果再次遭到德軍坦克優(yōu)勢(shì)火力的重創(chuàng)，大量被擊中后燃燒起來(lái)的Ｔ-３４由于失控而和友車(chē)撞成一團(tuán)。戰(zhàn)場(chǎng)上眾多蘇聯(lián)坦克殘骸甚至擋住了去路。激戰(zhàn)中，德軍第6坦克連也有2輛坦克全毀，2輛受傷，穿甲彈幾乎消耗殆盡。到中午前，德軍打退了紅軍兩次坦克攻勢(shì)，繼續(xù)占有著高地。

在鐵路線南側(cè)的德軍右翼防線，紅軍第29坦克軍的另一支部隊(duì)，第25坦克旅約40輛坦克從亞姆基出動(dòng)，攻打斯托羅熱沃耶地區(qū)。這次攻擊得到了第1446自行火炮團(tuán)第1、6連，第28近衛(wèi)空降兵團(tuán)，第2坦克軍第169坦克旅的支援。

紅軍遇到了黨衛(wèi)軍第1裝甲步兵團(tuán)和師自行反坦克營(yíng)20輛“黃鼠狼”自行反坦克炮的頑強(qiáng)抵抗。直到戰(zhàn)后，德方參戰(zhàn)人員依然記得當(dāng)5輛一組的自行火炮齊射時(shí)，面前的T-34噴出黑煙的情景。在斯托羅熱沃耶西北面的森林和該地東部，紅軍第25坦克旅在德軍連續(xù)炮火打擊下付出慘重代價(jià)。戰(zhàn)斗到10點(diǎn)，全旅只剩下6輛T-34和15輛T-70還可以使用。但紅軍的一個(gè)坦克營(yíng)得以沖過(guò)德軍防線，并逼近通向普羅霍羅夫卡的道路。9時(shí)，紅軍第29坦克軍第二梯隊(duì)第53摩托化步兵旅也開(kāi)始發(fā)起攻擊。

坦克遭遇戰(zhàn)很快進(jìn)入白熱化的程度。當(dāng)時(shí)在場(chǎng)的華西列夫斯基事后在給斯大林的報(bào)告中描繪：“昨天我曾在普羅霍羅夫卡西南親自觀察了我第18、29坦克軍在反沖擊中和敵人200多輛坦克進(jìn)行的坦克戰(zhàn)，數(shù)百門(mén)火炮和我們擁有的全部火箭炮同時(shí)參加了戰(zhàn)斗。結(jié)果在一小時(shí)內(nèi)，燃燒著的德國(guó)和我們的坦克遍布整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)”。

在羅特米斯特洛夫和其他參戰(zhàn)者耳邊，數(shù)百輛坦克發(fā)動(dòng)機(jī)和履帶匯成一片的轟鳴持續(xù)了一天；在他們眼前，天空很快就被黑色的濃煙所遮蔽，大量被擊中的坦克像火把一樣熊熊燃燒！惡戰(zhàn)中的普羅霍羅夫卡流淌著鮮血，蔓延著烈火，撕碎著鋼鐵。戰(zhàn)爭(zhēng)的魔影光怪陸離！一些蘇聯(lián)坦克被德國(guó)穿甲彈擊穿后引發(fā)了彈藥殉爆，炮塔被掀起后旋轉(zhuǎn)著飛向天空；在失控后撞成一團(tuán)的坦克間，逃出來(lái)的坦克手被壓成肉泥，燒死的坦克手焦黑變形的尸體橫布草原，僥幸存活下來(lái)的則躲進(jìn)最近的壕溝內(nèi)，尋找回到己方陣地的機(jī)會(huì)。有時(shí)候，在一個(gè)壕溝里，還會(huì)同時(shí)出現(xiàn)雙方的幸存者。一個(gè)負(fù)傷的德國(guó)軍官就在這種情況下遭遇了2個(gè)坦克被擊毀的蘇聯(lián)坦克手。但生死掙扎中的雙方都沒(méi)有了繼續(xù)互相殘害的勁頭，只是互相對(duì)視了一會(huì)，然后就分開(kāi)了。

以大量友車(chē)被擊毀為代價(jià)，一些蘇聯(lián)坦克沖擊到距離德國(guó)坦克100-200米甚至幾乎面對(duì)面。坦克手從光學(xué)儀器中就能清楚地看到拴在對(duì)手坦克裝甲上的雙手柄鋸?fù)聊竟ぞ?，看到出現(xiàn)在反坦克炮護(hù)板上的炮手紅紅的緊張的面孔。但也有蘇聯(lián)坦克因?yàn)闆_得太猛，又沒(méi)有及時(shí)觀察周?chē)那闆r，結(jié)果錯(cuò)失對(duì)已經(jīng)近在眼前的德國(guó)坦克開(kāi)火的機(jī)會(huì)！在紅軍坦克的不斷沖擊下，德國(guó)坦克手的神經(jīng)也幾乎崩潰。德軍一個(gè)坦克連長(zhǎng)后來(lái)描繪道：“我們頂不住了！一半（德國(guó)）坦克拉著受傷的友車(chē)瘋狂后退?！@是我第一次和這么多敵人戰(zhàn)斗！可怕的戰(zhàn)斗！他們（蘇軍）似乎要將我咬死”。

德軍裝甲步兵和搭載在坦克上的蘇軍空降兵也卷入了坦克之間的搏殺。在德軍第2裝甲步兵團(tuán)第3營(yíng)陣地上，掩體內(nèi)的德國(guó)火炮，包括自行步兵炮，不斷對(duì)逼近的紅軍坦克進(jìn)行直瞄射擊。德軍步兵則用反坦克地雷炸毀蘇聯(lián)坦克，并和從坦克上跳下來(lái)的紅軍士兵廝打成一團(tuán)。而當(dāng)?shù)聡?guó)坦克反沖過(guò)來(lái)時(shí)，一些蘇軍坦克搭載兵甚至排成戰(zhàn)斗隊(duì)形，頂著對(duì)方密集射來(lái)的榴彈沖鋒然后大片倒下！但在蘇軍輕武器的射擊下，也有德國(guó)坦克的觀瞄裝置被打壞。1個(gè)德國(guó)坦克炮手的眼睛還因此受傷。但即使在如此殘酷而混亂的戰(zhàn)斗中，蘇聯(lián)人還維持著某些近乎迂腐的規(guī)則：一個(gè)被擊傷的德軍軍官丟掉手槍，并展示了醫(yī)護(hù)人員標(biāo)志后，蘇軍就停止了對(duì)他的射擊。