庫爾斯克戰場上的制空權一直在激烈爭奪中，沒有哪一方完全奪取了制空權，都是隻能保證自己一方在發動重大行動前，能享有區域性制空權而已…

庫爾斯克會戰的初期德國空軍確實取得了庫爾斯克地區的制空權，尤其是在南方集團軍群作戰的地域，透過一名來自蘇軍第6近衛集團軍的炮兵指揮員的報告可以得到證明：“我的團戰鬥了一個小時，但三分之一的大炮已經被摧毀。德華人的飛機投擲下大批小型炸彈，這種炸彈的殺傷力驚人。他們的斯圖卡控制著天空。他們在空中為所欲為，我們對此無能為力。”

事實上蘇軍在庫爾斯克是投入了相當強大的空軍的，由三個航空集團軍和遠端轟炸機師，2500多架飛機。而德軍投入了1800架飛機，19000門重型和輕型火炮。從數量上看，蘇軍該佔據一定的優勢。造成蘇軍暫時失去戰場的制空權的原因是一次對德軍飛機場失敗的大規模轟炸行動。

早在德軍發起堡壘行動前，透過潛伏在德軍高階指揮部的諜報人員便已經將這個計劃通知了蘇軍最高統帥部，蘇軍甚至連德軍具體的進攻日期都知道了。所以蘇軍準備在德軍進攻發起前先對在前線機場大規模集結的德國空軍以致命的打擊，從而徹底奪取這次會戰的制空權。一般德軍飛機都是在進攻發起前一天才進入前線機場的，蘇軍精確了計算了德國空軍的集結時間，龐大的蘇聯轟炸機群向德軍的前線機場飛去。

蘇軍的計劃非常巧妙，行動也進行了周密的準備，但是千算萬算也沒有算到德軍的一種新型裝備，即“弗萊婭”雷達，這種雷達可以探測到100 公里外的飛機編隊，而德軍的各前線機場恰好全部都裝備了這種雷達。蘇軍的奇襲失效了，德軍發現了蘇軍的企圖，緊急將全部的戰鬥機升空去阻止蘇聯轟炸機群的前進。僅僅24小時以後蘇聯空軍便已經損失632架飛機，這不止表明蘇軍這次轟炸行動的徹底失敗，還讓他們短期內無力參與初期戰區制空權的爭奪，德軍徹底奪取了南部戰區的制空權。

德軍當時在蘇德戰場已經開始處於不利地位，急於進行一次反攻重新站穩腳跟，當時的投入非常巨大，一開始其空軍的攻擊非常猛烈，蘇聯空軍在戰爭初期確實被壓制，但隨著戰役進展，德軍前期用力過猛損耗巨大，中後期頹勢盡顯，逐漸失去戰場主動權，制空權也被蘇聯空軍奪取。

只是初期失去了制空權，而之後牢牢控制了制空權，否則蘇軍無法取得戰役的勝利。

在庫爾斯克會戰防禦階段中，蘇軍航空兵參戰的有空軍第2、第16和第17集團軍以及遠端航空兵部分實力，飛機總數2950架。德軍飛機2050架。

7月5日會戰的第一天，雙方就展開了激烈的空戰，進行了175次編隊空戰，蘇軍擊落敵機260架（自身損失176架）。蘇軍當天出動417架飛機襲擊德軍的8個機場，不過只是擊毀敵機60架。不過由於蘇軍在組織和實施航空兵作戰方面的缺陷，最初4天蘇軍沒有取得戰役制空權。

之後，蘇軍總結主要是殲擊機沒有積極活動，沒有出現在情況急需的空域內；無線電引導站不止一次沒能完成引導任務，原因在於引導指揮員戰役戰術訓練水平低，又缺乏經驗，不能正確而又迅速地判明空中情況，並根據空中敵軍戰術變化指揮空戰；司令部對敵軍戰術研究差，不能經常迅速獲得確實的情報，因此有時不能稱之為稱職的指揮機構。

之後，蘇軍及時克服了發現的缺點，改進了殲擊機指揮方面的缺點，向延胡陸軍部隊的地域派出軍級指揮員，由他們親自組織指揮和引導殲擊機。引導殲擊機部分兵力與俄過戰線進行巡邏，保證可靠地截擊和消滅對方轟炸機。在採取措施後，7月8日在奧廖爾-庫爾斯克方向，7月9日在別爾哥羅德-庫爾斯克方向，蘇軍取得了戰役制空權。德軍出動架次也從最初的每天5000-6000架次下降到2500-3000架次。

整個防禦階段，蘇軍航空兵出動2.8萬架次，消滅敵機1500餘架，自身損失1000架飛機。

而到了進攻階段，蘇軍又增加了空軍第1、第5和第15集團軍，加上統帥部預備隊18個航空兵軍、遠端航空兵大部分部隊和部分國土防空軍兵力，飛機總數達到5000架，而德軍飛機數量只有2200架。這是蘇德戰爭中蘇軍首次在航空兵兵力在相當優勢條件下展開的戰略進攻。在反攻階段，蘇軍航空兵出動9萬架次，其中用於制空權爭奪3.5萬架次。先後進行1700次空戰，擊落敵機2100餘架，另外在機場擊毀和擊傷敵機145架。

由於蘇軍掌握了制空權，因而在反攻階段，在完成航空火力準備後，強擊機和轟炸機立刻轉入在整個戰役縱深支援地面部隊進攻。這場會戰也使得蘇軍進一步完善了航空兵各兵種戰術。