Немногим более двух третей из имевшихся в наличии самолетов на Восточном фронте, а конкретно 1800, были предназначены для операции «Цитадель». Для того чтобы дать возможность становившимся все уязвимее пикирующим бомбардировщикам Ю-87 выступать в своей классической роли без препятствий со стороны сил Красной армии, было выделено большое количество «Мессершмиттов» и «Фокке-Вульфов» для обеспечения прикрытия истребителями. В смысле квалификации летчиков и качества самолетов люфтваффе все еще были на высоте, даже несмотря на то, что по численности и качеству машин советская военная авиация наконец сравнялась с германской. Операцию «Цитадель» поддерживали два воздушных флота, один поддерживал с воздуха северные клещи, другой — южные клещи.
Люфтваффе собирались — впервые в большом количестве — бросить в бой противотанковые самолеты «Хеншель». Эта машина была первым специально для этой цели созданным «укротителем танков». Hs 129 нес на себе внушительный арсенал вооружений, включая два 7,92-мм пулемета и две 20-мм пушки в носовой части, но главным вооружением была 30-мм пушка, установленная в гондоле под пилотской кабиной. Штурмовые эскадрильи использовали также «Фокке-Вульфы», которые несли противопехотные осколочные бомбы в дополнение к установленным на крыльях 20-мм пушкам и пулеметам.
Из бомбардировщиков были задействованы испытанные и надежные «Хейнкели» и «Юнкерсы», а также в небольшом количестве «Хейнкели-177» дальнего действия. До начала операции «Цитадель» была произведена бомбардировка позиций советских войск. Кроме того, было совершено несколько рейдов по объектам советской танковой промышленности. Однако предшествовавшие наступлению усилия люфтваффе не были впечатляющими. Отчасти это было связано с недостатком авиационного топлива, которое было запасено в основном только для поддержки крупных наземных операций.
Многие пикирующие бомбардировщики Ju 87, наряду с тем, что совершали пикирование, имели на вооружении по две 37-мм подвесные пушки, которые были установлены под крыльями. Когда они поражали наиболее уязвимые места советской бронетехники, такие как моторное отделение или башня танка сверху, то цели уничтожались. Но какими бы ни были достижения танковых и летных частей, вермахту все же приходилось противостоять грозной советской пехоте, а принять этот вызов предстояло немецким пехотинцам.
Немецкие пехотные дивизии в течение 1942 года были реорганизованы. Эта реорганизация привела к сокращению личного состава, которое не компенсировалось возрастанием огневой мощи. Пехотные дивизии были урезаны от прежних девяти до шести стрелковых батальонов, а в артиллерии личный состав дивизии был сокращен на четверть. Таким образом, боеспособный личный состав был представлен 6-8 тысячами солдат. С первых дней проведения плана «Барбаросса» во многих частях и соединениях стран оси на Восточном фронте стало привычным использовать бывших военнопленных красноармейцев в роли нестроевых солдат в качестве поваров и рабочих. Эти люди, которых все называли «хиви», не строили себе иллюзий насчет своей дальнейшей судьбы и судьбы своих семей, в случае если бы они были «освобождены» Красной армией или если бы Советский Союз оказался победителем в войне.
Поэтому они были заинтересованы в том, чтобы победили немцы. Помимо участия в боях казаков и других националистических боевых формирований, было немало случаев, когда «хиви» были вооружены и сражались на стороне немцев.
Обеспечение противотанковыми орудиями было недостаточным. Хотя многие пехотные дивизии выпускались с небольшим количеством эффективных 75-мм орудий, основным оружием все еще оставалась 37-мм пушка, от которой было мало или вовсе никакой пользы против танков Т-34 и КВ. Операция «Цитадель» была примечательна тем, что в ней впервые стали применять фаустпатрон, высокоэффективное противотанковое средство. В 1943— 1945 годах было выпущено несколько миллионов единиц этого оружия, которое с успехом применялось и было в руках опытного бойца смертоносным.
В личном составе вслед за потерей более 200 тысяч солдат только в результате разгрома 3-й армии под Сталинградом немцы и их союзники потеряли 1,5 млн человек убитыми, ранеными и пленными. Советские войска — 1,03 млн. — Ред.) ощущалась острая нехватка. 13 января 1943 года Гитлер издал приказ «О всеобщей мобилизации мужчин и женщин для защиты рейха», который распространялся на всех мужчин в возрасте между 16 и 45 годами и всех женщин от 17 до 45 лет. Число освобождавших от военной службы видов работы было сокращено, и мужчины указанных возрастных групп были зачислены в вооруженные силы, на их место вставали пожилые люди или рабочие из других отраслей. Благодаря этим мерам к 30 мая 1943 года численность вооруженных сил Германии возросла до 9,5 миллиона человек, став наивысшей за всю войну.