经过优势红军的重击，莫德尔的损失已经相当严重。第2装甲集团军伤亡尤其沉重，“十日伤亡报告”记录其在7月11—20日损失10120人；“每日报告”则显示仅在7月11—19日就损失了19984人。7月21—31日，第2装甲集团军又损失了34749人（“十日伤亡报告”）！其在7月红军进攻期间的总损失在5万人左右，占集团军总兵力的约三分之一，“战斗力量”损失殆尽。
第2装甲集团军同时丢失了大量装备。7月期间，该集团军彻底损失了45辆坦克和42门自行反坦克炮。支援第35军的第655重型坦克歼击营一个连，截至7月27日也死伤31人，彻底损失2辆“大黄蜂”重型坦克歼击车。集团军损失的火炮迫击炮和火箭炮达到856门，包括：
苏军在收复地区探测德国人留下的地雷，四周是一片废墟
227门反坦克炮（26门75毫米，52门50毫米，83门37毫米，21门苏制76毫米，45门其他），210门50毫米迫击炮，179门81毫米迫击炮，3门120毫米迫击炮（苏制），95门105～150毫米野战炮，3门重炮，59门步兵炮，11门火箭炮，37门其他火炮，32门高射炮。另有1891挺机枪。
莫德尔直接指挥的第9集团军损失较小，7月11—20日之间伤亡8258人，但其后损失还在不断增加。
面对形势的急剧恶化，莫德尔也只能暂时延缓红军的推进，丢失奥廖尔突出部只是早晚的问题，而关键在于不能把数十万德军也丢在这里任由红军宰割。7月16日，莫德尔请求希特勒允许他撤往布良斯克东部平直的“哈根”防线，遭到了希特勒拒绝。7月20日，纳粹元首通过陆军总参谋长蔡茨勒电告克卢格，禁止第9集团军和第2装甲集团军在7月20日夜后撤。此后该如何行动，希特勒将在21日做出决定。
德军的形势继续恶化。苏联方面意识到了巴格拉米扬攻击方向的重要性，于7月20—21日，在第11近卫集团军和第50集团军之间投入了新的第11集团军。但这个集团军经过6天160公里徒步行军，人员已经极度疲劳，所属8个师只有4个到达了集结地域，很多炮兵部队和弹药也都没有跟上来。这导致第11集团军在此后6天的进攻中进展很不顺利。尽管如此，红军新锐部队的到达还是动摇了德军高层的决心。迫于形势，希特勒在7月22日终于允许莫德尔实施战术撤退。
对莫德尔来说，首要任务依然是消除红军第11近卫集团军切断其后方的威胁。为此，莫德尔在7月23日又将第23军划给哈佩战斗群指挥。当日该战斗群已经拥有17个师（6个装甲师，3个装甲步兵师，8个步兵师），包括精锐的“大日耳曼”师。利用强大装甲部队，德军不断发动反击，迫使红军第11近卫集团军在7月20—25日协同友邻布良斯克方面军应付这些攻击。该集团军的进攻正面也因此被拉大到150公里，攻击威力大大下降。
7月23日哈佩战斗群战斗序列
第41装甲军
第2、8、9装甲师，“大日耳曼”装甲步兵师
第53军
第25装甲步兵师，第26、34、253步兵师
第350警卫团（来自第221警卫师）
乌尔特海姆战斗群
第208、112步兵师，第12装甲师，第270强击火炮营
第23军
第10装甲步兵师，第129、134、183步兵师
耶斯贝克战斗群
第18、20装甲师
苏联方面意识到第11近卫集团军兵力依然不足，决定以坦克部队予以加强。虽然这个举措有些晚，但红军第4坦克集团军总算在7月25日进入博尔霍夫西北面阵地。按照计划，该集团军将在7月26日晨从第11近卫集团军第8近卫步兵军地段转入进攻，并在日终时截断奥廖尔—布良斯克铁路线。
苏联人原本计划让第8近卫步兵军先打开一个突破口，然后再让第4坦克集团军进入突破口扩大战果。但步兵没有完成任务。仅仅进行了10个小时准备的坦克部队只得和步兵同时推进。尽管如此，苏军依然推进到距离奥廖尔—布良斯克铁路线不到10公里的地方。
身为旧军官团成员的克卢格，虽然受到希特勒金钱和官爵的“恩惠”，内心却依然难以捉摸
但在此时，从南方集团军群增援过来的德“大日耳曼”师投入了战斗，以凶猛反击阻止了红军的前进。到7月27日，苏第4坦克集团军已经与德军第9、18、20装甲师和第25装甲步兵师打得不可开交。由于苏方此前没有及时给巴格拉米扬提供足够兵力，莫德尔乘机聚拢了大量增援部队。巴格拉米扬获得更大进展的机会早已失去。
当西方方面军迟迟未能切断奥廖尔—布良斯克铁路之际，其左翼的布良斯克方面军同样步履艰难。7月20日黄昏，布良斯克方面军司令波波夫做出了新的部署：命令雷巴尔科指挥第3近卫坦克集团军再次转向奥廖尔东南，进攻斯塔诺沃伊科洛杰济。7月23日夜间，第3近卫坦克集团军攻入了斯塔诺沃伊科洛杰济；7月25日，红军终于切断了奥廖尔—库尔斯克铁路。第3、63集团军因此得以推进到奥卡河和奥普图哈河一线，逼近德军奥廖尔东面后方防御地带前沿。但此后，苏军未能取得更大进展。雷巴尔科的部队陷入了长期恶战，不断遭到德国飞机袭击，自身因为缺少炮兵，也难以突破设防严密的德军阵地。(www.xing528.com)
在奥廖尔地区，熊熊燃烧的德军坦克
苏联人只得将第3近卫坦克集团军调往南面，支援进展缓慢的中央方面军。第3近卫坦克集团军在第48集团军地带内投入进攻，截至7月27日日终推进了35～40公里。由于使用不当，加上频繁调动，强大的第3近卫坦克集团军在战役中完全没有发挥应有的作用，反而损失了60%的中型坦克和近73%的轻型坦克。
当莫德尔苦战于奥廖尔的这段时间里，希特勒在东线外的局势也继续恶化。7月25日，墨索里尼被捕。尽管意大利对外宣称将继续站在德国方面参战，但希特勒的谍报机关已经截获了西方与意大利商讨停战问题的情报。意大利背离德国阵营只是个时间问题。
同一天，东线中央集团军群的战况还在继续恶化。德军统帅部得出结论，红军已经可以“对整个奥廖尔突出部实施两面夹击！”焦头烂额的中央集团军群司令克卢格这天还接到了反希特勒密谋分子格德勒的拉拢信。
红军收复奥廖尔地区
在双重压力下同样焦头烂额的希特勒，在7月26日召见了克卢格，并向他宣布了放弃奥廖尔突出部，同时抽调几个师到意大利的决定。克卢格坚决反对抽调他的部队，表示“现在我无法从前线撤下任何一个兵团！”对撤退本身，克卢格也认为困难重重：“哈根”防线尚未完全建成；而可以充当奴隶劳工的苏联农民将在德军撤退时全部逃入森林，让德国人一个也抓不着；同时考虑到红军在坦克与火炮数量方面的巨大优势，德军想在撤退中不至于溃散，至少需要两三个月进行调整。另外，在苏联游击队日益活跃的情况下，放弃奥廖尔地区的铁路线以及卸车设备，将使德军运输能力从每天50次列车减少到18次列车。
对于克卢格拒绝调兵的意见，希特勒基本接受了下来。但后方防线尚未建成的事实却令他气急败坏，大骂克卢格只知道夸夸其谈，不干正事。盛怒之下，希特勒坚持德军必须尽快完成撤退，连3～4个星期的时间都被认为太长了。当天，希特勒决定放弃整个奥廖尔突出部。
这个决定对莫德尔将军的能力是一个重大考验。为了在苏军重兵追击下完成100多公里的后撤行程，他精心组织德军一面逐次抵抗，一面从一个防御地区退向下一个防御地区。7月29日，面临被包围威胁的德军把博尔霍夫丢给了红军第61集团军。两天后，奥廖尔突出部内的德军连同被胁迫的25万苏联平民，开始全面退向“哈根”防线，沿途焚烧并破坏了一切。德国空军竭尽所能掩护其地面部队，第6航空队7月28日出动930架次，7月29日512架次，7月31日则达到了1653架次！
苏联人很快发现了德军的退却。为了阻止莫德尔逃出奥廖尔突出部，红军采取了一切措施。7月30日，第11集团军、第11近卫集团军和第4坦克集团军、第2近卫骑兵军都被转属给布良斯克方面军，命令其加速从北面截断德军退路。布良斯克方面军在8月2日拂晓从北面和东面攻向奥廖尔，对该城形成半圆形包围。苏联空军第15、16集团军则在5天内出动了9800架次，重点袭击了德军的撤退道路。1943年8月2日，德第46装甲军军长汉斯·措恩步兵上将也被航空炸弹炸死。8月3日，德国国防统帅部日记记载战况如下：“在德第9集团军地段，敌人依旧在坦克和航空兵支援下冲击，新的兵团进入战斗……敌人一步不离地追击着撤退的第2装甲集团军！”
8月3日深夜至4日黎明，苏军第3、63集团军先遣队冲入奥廖尔城。为了鼓舞士气，红军在队列中打出了队旗。但德国人此前已经把大量居民掠走，并撤离了约2万伤员。城内还预先设置了4000个装药和应用地雷（炸药总量3吨），70个炸弹和几十个诡雷。红军不得不冒着随时被炸上天的危险，与德军留下的掩护队和敢死队展开激烈的逐房争夺。
8月5日拂晓，苏军终于攻克了整个奥廖尔城。同一天，在奥廖尔以南，中央方面军也得以逼近德军交通枢纽和供应基地克罗梅。苏军随即发起对德军的全线追击，但他们包围莫德尔的时机早已失去。虽然朱可夫等将领还颇有些不服气，斯大林也只得以“等到敌人将来更削弱后，我们会包围他们”的借口来安慰大家。
放弃奥廖尔突出部的德军在莫德尔指挥下，摆脱了苏军追击，进入“哈根”防线，占据了奥廖尔以西的平直战线。在这一地区，德国人拥有由3～4道壕堑和大量支撑点构成的阵地，可以暂时抵挡一阵。而遭受毁灭性打击的第2装甲集团军，则在8月下旬将部队交给第9集团军，司令部从东线调往巴尔干。8月18日，苏军肃清了奥廖尔突出部内的德军，战役至此结束。
被炸死的汉斯·措恩将军
在奥廖尔地区被德军屠杀的苏联平民尸骨
通过这次战役，红军在400公里正面推进了150公里，铲平了库尔斯克以北的奥廖尔突出部，兵锋指向布良斯克和白俄罗斯。但在战役中，红军兵力配置极端不合理，特别是北翼突击兵力薄弱，无力及时切断德军退路，此后虽然得到加强，却为时已晚。这样不仅错失了合围德军的机会，也导致正面攻击部队陷入损失巨大的苦战。
红军坦克部队的战术表现也令人失望：进攻中坦克和步兵以及炮兵的协同进行得很差，本身又缺乏强有力的火力支援和渡过河流所需要的工兵；主力坦克T-34和Kv的装甲无法抵御德军88毫米炮和75毫米反坦克炮的射击，因此难以突破德军坚固设防的阵地，自然更无力迅速突入敌方纵深并包围住德军重兵集团。
由于装备和战术上的诸多不足，红军遭受了极其惨重的伤亡。在“库图佐夫”行动中，参战苏军部队一共损失了429890人（阵亡和失踪112529人，受伤317361人），坦克和自行火炮2586辆，火炮迫击炮892门，飞机1014架。其损失大大超过了红军在整个库尔斯克防御战役的伤亡。
综合德军的各种伤亡报告来看，莫德尔第9集团军在红军反攻阶段的损失近3万人，第2装甲集团军伤亡约6万～7万人。合计约10万人。德军的损失仅相当于红军的四分之一。装备方面，中央集团军群仅7月份就彻底损失了311辆坦克和其他重型战车（不含强击火炮）。其中除了“城堡”中损失的战车外，基本也是在奥廖尔防御中丧失的。8月份的战车损失数据不甚清楚，但也不会太少。
在奥廖尔战役中，莫德尔及时停止了“城堡”行动，将装甲部队抽出来投入反击，有效阻止了冲入德军阵地的红军坦克部队扩大战果；随后则在不断的装甲反击配合下逐次顽强抵抗。最终在重创红军的同时，成功地将重兵集团撤离了突出部。
事实上，在“城堡”战役以及其后的攻防交替中，希特勒交给莫德尔的部队无论数量还是质量都远远不及曼施坦因，而他所面临的却是红军最强大的集团！在这种情况下，莫德尔一共给红军造成了46万人的惊人损失，摧毁了3000多辆坦克自行火炮，并重新为中央集团军群右翼建立起完整战线。虽然莫尔德的战术成果并不足以挽回整个败局，但其才能的确没有辱没东线防御大师的盛名。
“库图佐夫”战役造成的红军损失（单位：人）
1943年7月份 中央集团军群坦克、突击坦克、重型坦克歼击车损失（不含强击火炮 单位：辆）
续表
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