1943年5月25日清晨4点35分，在斯摩棱斯克的指挥部里，霍夫曼踌躇满志地下达了“城堡”战役正式启动的命令，这当然是象征性的，在此之前，详细命令早已传达到每一支执行任务的部队指挥官头上。
这是个晴朗的好日子，各前线机场迎来了最为拥挤忙碌的时刻，在震天轰鸣声中，轰炸机先行起飞编组，然后等待护航战斗机一起出发，为加大打击力度，已成为东线骨干战斗机的Bf-219和Fw-190A都挂上了炸弹。
5点17分，借着拂晓时分的亮光，第一批航空兵部队将炸弹投掷到了目标周围，那些精心布置的反坦克阵地、永久性或半永久性防御工事、天线林立看上去就像是指挥部的地方、炮兵阵地尤其是高射炮阵地都遭到了覆盖性打击，而重中之重是敌军部署在坦波夫方圆200公里之内的全部野战机场。
为达成良好的进攻效果，空袭主要动用Ju-188和He-218两种型号的轰炸机，前者以投掷燃烧弹为主，后者以投掷250公斤的炸弹为主，曾经风靡一时、占主导地位的斯图卡几乎再也看不见，全换成了He-218这种轻盈的天鹅，而新服役的Ju-188也比原来的Ju-88性能更好。
有了中东石油保障，德军终于可以奢侈地玩燃烧弹战术，他们对软目标的破坏效果更好，同时可利用其纵火特点形成二次杀伤，更重要的是，燃烧后的火光和烟雾还能为后续炮击指示方向，可谓一举数得。
虽然红军地面防空火力竭尽全力还击，但依然无济于事，除极少数倒霉的飞机被地面防空火力击落外，大多数根据近段时间航空照相预备要摧毁的阵地全部被命中，可怜的红军空军第15集团军本来飞机数量就不够，在德军猛烈空袭之下，还在机场和库房里被摧毁了近200架。
5点30分，德军开始炮击，大口径火炮以排山倒海的气势落在敌军阵地上，激起的灰尘和硝烟遮蔽了整片天空，以至于明明天空是正在变亮，但给人的感觉似乎是越来越暗，只有持续不断、划破天空的闪光和隆隆作响的轰鸣声才让人明白自己原来身处战场。空中和地面同步炸响的凶猛火力，几乎要将红军阵地融化在钢铁风暴里。
为确保进攻发起的突然性，莫德尔做了很多调整与佯动：第一是坚持将指挥部设在斯摩棱斯克——指挥部里的电报信号是无法掩饰的，而且一定会非常密集，但放在莫斯科西而不是靠近沃罗涅日就起了明显的迷惑作用；第二是让魏克斯的东方集团军展开进攻，给他们下达的作战指令是5月27日，除极少数人外，所有东方集团军群的部队都以为这是真实命令——有计划、有补给、有日程表、有作战区域分配，他们唯独不知道，5月26日晚些时候会给他们一个“计划推迟”的补充指令，莫德尔相信潜伏在这里的间谍一定会想方设法把“情报”送出去；第三是让沃罗涅日方向按兵不动，任何有可能造成误会或警觉的行为都不执行——其中就包括排雷和战前勘察。
为阻拦德军装甲集群进攻，红军在前线阵地埋设了大量反坦克地雷，密度有密有疏，一旦德军坦克误入雷区被困住，配合反坦克阵地就能进行精确打击，因此以往战役通常都会派工兵事先去排雷，以便尽可能为进攻部队拉出一条通道，同时减轻坦克损失。这种排雷行动很难做到完全隐蔽，对面的红军会经常检查地雷埋设情况并判断德军的进攻方向在哪里。
但这次莫德尔决定凭借装备硬闯，不在战前进行排雷，他的底气来自于那几百辆排雷车。德国军工部门一直在琢磨用机器排雷以提高效率，一开始他们造出了歌利亚——这种小巧的微型坦克箱内带有高爆-炸药，一旦触雷就会爆炸，使周边50米内的地雷全被引爆。
自杀武器歌利亚最初