苏军坦克第6军军长格特曼少将回忆说，一线的固定牵引反坦克炮部队伤亡惨重，因为他们除了努力击退敌人，就只有牺牲一途，因为它们的牵引卡车已经撤至遥远的后方。首当其冲的反坦克歼击炮兵第538团在半天之内就损失了18门45毫米反坦克炮，145人阵亡或失踪。而在前线督战的苏军坦克第1集团军军事委员波佩利则目睹了德军在进攻被迟滞后，迅速呼叫空中支援前来压制的恐怖景象：“斯图卡俯冲轰炸机控制了天空，它们时不时排成紧密的阵形，然后像舞蹈一样飞速旋转，俯冲投弹，泥土飞溅，火焰四起，不断有我们火炮和车辆的残骸腾空而起……浓烟、尘土、焦煳，反坦克炮与德军坦克反击所射出的火焰和钢铁，形成了激流，像无边的汪洋一样将我们卷入其中……很多瞄准与装填手都牺牲了，连长、排长甚至团长本人都亲自上阵，我们的两个反坦克炮兵团（538、1008）顷刻之间就没了，除了他们的番号。”
由于第一道防线在半天之内就被德军突破，下午14点，近卫步兵师第52师师长涅克拉索夫命令坦克第230团迅速出击，分别阻击德军警卫旗队师和“帝国”师的装甲前锋，然而这个团除了23辆T34/76战车，其余都是装甲火力相对脆弱的美援M3“李”式中型坦克和“斯图亚特”轻型坦克，战斗后果不想可知，顷刻之间，几乎所有苏军坦克就被虎式坦克的88毫米重型坦克炮击毁。隶属第13重坦克连的第2排排长、德军著名“坦克杀手”米歇尔·魏特曼（Michael Wittmann）三级突击中队长就击毁了3辆，其战友、日后成为虎式坦克第六号王牌的3排排长赫尔姆特·文德罗夫少尉（Helmut Wendorf）也有两个击毁战绩。
等待7月5日的夜幕终于在呛人的硝烟和血腥中降临时，警卫旗队师虽然挺近了将近14公里，是整个南线第4装甲集团军中唯一能够突破苏军第一道防线的部队，但在苏军奋不顾身的阻击下伤亡惨重：97人阵亡，522人负重伤，另有17人失踪，有4辆虎式坦克、8辆突击炮三号突击炮被击毁或者退出战斗。在警卫旗队师以东的“帝国”师、“骷髅”师分别只推进了8.5公里左右。而在战线最东侧的肯普夫兵团也未能突破对面舒米洛夫中将指挥下第7近卫集团军的第一道防线。按照陆军最高统帅部OKH的设想，霍特麾下的第48装甲军应当在首日就连续突破苏军前两道防线，推进45公里左右到达普肖尔河，而武装党卫军第2装甲集团军也应当挺近至普罗霍洛夫卡，显然首日战果与设想中的结局实在是天壤之别，“堡垒”行动的未来顿时蒙上了一片阴影。当晚，朱可夫在给斯大林的书面战报中声称：“我们的步兵和炮兵尽管遭到一些损失，但表现良好。对敌军大规模坦克冲击的战斗还将这样进行下去。”
加注
第一天的攻击不畅，骑虎难下的德军统帅部唯有“加注”一途。7月6日，莫德尔投入了他的第二梯队。其中第2、第9装甲师被用于加强右翼对奥里霍瓦特卡方向的进攻。2个新增装甲师带来了188辆坦克（包括127辆四号坦克，其中89辆为安装了口径75毫米炮的四号G型），另有70门自行火炮。连同此前在这个方向交战的第505重型坦克营，目的是夺取苏军第一道防线的中枢波内里村，并越过奥尔霍瓦特山脊，推进到适合机动作战的平原地带。
对于德军的这一新动向，中央方面军指挥官罗科索夫斯基在头天晚间已经做出了正确判断，他决心在第二天采取积极的攻势防御，反击兵力为罗金中将第2坦克集团军以及方面军预备队中的第19坦克军。共有607辆坦克（T-34坦克367辆，T-70、T-60坦克240辆），然而由于指挥系统上的紊乱，发起冲击时只有第2坦克集团军属下的第16坦克军和第17近卫步兵军加入战斗，而他们面对的则是装备了虎式重型坦克的德军第505重型坦克营，在半小时内，第107坦克旅就有46辆坦克被第505营摧毁，几乎全军覆没，而跟上支援的第164坦克旅也损失了23辆坦克。面对苏军的殊死抵抗，德军依靠重型装甲部队和优秀的空中支援打击总算推进了2公里，接近了波内里村的边缘地带。