Во второй половине февраля 1943 года дивизия Людникова была передана 16-й армии Западного фронта и передислоцирована в район Сухиничей. Но уже менее чем через два месяца 70-ю гвардейскую стрелковую дивизию перебросили под Курск. С 19 апреля она находилась в резерве Центрального фронта. К этому времени советская Ставка уже располагала данными о подготовке немецким командованием крупного наступления на Курской дуге, куда направлялись лучшие войска и техника вермахта, в том числе новые образцы самолетов и бронетанковой техники, на которые делалась основная ставка как главной пробивной силы.
Дивизия Людникова, вместе с другим соединениями нашей армии, готовилась к предстоящим боям. Он учил своих подчиненных, особенно молодое пополнение, главному — четкому взаимодействию родов войск, быстрому возведению инженерных сооружений, борьбе с танками противника. В конце мая Людникова вызвал к себе командующий Центральным фронтом генерал армии К. К. Рокоссовский. Он предложил Людникову более высокую должность — командира 15-го стрелкового корпуса, который входит в 13-ю армию генерал-лейтенанта Н. П. Пухова. Нелегко было Людникову расставаться со своими гвардейцами, но вскоре он узнал, что его родная 70-я гвардейская будет сражаться в соседнем корпусе той же армии.
Пятого июля в четыре утра, за час до начала запланированного немецким командованием наступления, артиллерия корпуса Людникова нанесла удар по изготовившимся к атаке частям противника. Упреждающая артподготовка проводилась во всей полосе Центрального фронта. Начало немецкого наступления было задержано, но с рассветом вражеская артиллерия и авиация интенсивно обстреливали и бомбили боевые порядки наших войск, после чего позиции 15-го стрелкового корпуса атаковали две пехотные дивизии и 150 танков, в первых рядах которых двигались новейшие «Тигры». Вдобавок ко всему, немцы впервые применили управляемые противоминные торпеды.
В течение 5–6 июля противник непрерывно атаковал части корпуса, но хорошо спланированная оборона и самоотверженность наших воинов не дали ему возможности прорвать фронт в полосе 15-го корпуса. За два дня боев немцы потеряли на этом участке 7500 человек убитыми и ранеными и 78 танков. Активные попытки сломить сопротивление наших войск, продолжавшиеся до 11 июля, оказались безуспешными.
Два года войны многому научили Людникова. Здесь, на Орловщине, он наконец мог с настоящим размахом применить свои глубокие знания военной теории и бесценный боевой опыт. В его руках находилась мощная современная техника, в достаточном количестве поступающая в войска, он чувствовал поддержку танковых частей, своя авиация не только не давала люфтваффе свободы в воздухе, как часто случалось прежде, но и наносила чувствительные удары по наземным целям. Об этих сражениях он, в частности, писал: «Умелое использование местности, инженерные укрепления, сочетание огня и маневра противотанковыми силами и средствами, правильный выбор момента для контратак — все это сделало оборону корпуса неприступной. А храбрость и стойкость наших воинов опрокинули все расчеты врага».
На совещании в штабе 13-й армии 12 июля командующий фронтом генерал армии К. К. Рокоссовский подвел итоги первой недели оборонительных боев. Сообщив, что на северном фасе Курской дуги, то есть в полосе Центрального фронта, противник понес значительные потери и не имеет, по данным разведки, новых резервов, а также не в состоянии перебросить войска с других участков, он считает, что сложились благоприятные обстоятельства для решительного наступления наших войск. Рокоссовский приказал готовить соединения к наступлению.
Людников возвращался в расположение своего корпуса в приподнятом настроении. Было очевидно, что наступает время решительного изгнания захватчиков и уничтожения их главных сил. Вспоминая сказанное командующим, он с удовлетворением отметил для себя, что уже не вызывает сомнения провал спланированной ставкой Гитлера операции «Цитадель». Но вряд ли гитлеровские генералы предполагали, что теперь выпестованные фюрером отборные войска ждет разгром, а крах «Цитадели» явится одновременно и началом широкого контрнаступления советских войск.
Центральный фронт двинулся в наступление 15 июля. Корпус Людникова встретил упорное сопротивление противника, и темп продвижения оказался ниже, чем планировалось. Благодаря инициативе командиров полков подполковников П. И. Жданова (310-й стрелковый) и Д. К. Шишкова (229-й стрелковый) из 8-й дивизии и майоров Н. И. Сташека (360-й стрелковый) и Д. П. Сухарникова (109-й стрелковый) из 74-й удалось навязать противнику ночной бой и, не давая фашистам закрепиться, быстро продвинуться вперед. 5 августа части 15-го корпуса Людникова, при поддержке 3-й танковой армии генерал-лейтенанта П. С. Рыбалко, овладели сильно укрепленным городом Кромы, расположенным в 70 километрах южнее Орла. Этот день стал одним из самых памятных в истории Курской битвы. Войсками Брянского фронта был освобожден Орел, а на южном фасе Курской дуги войска Степного фронта освободили Белгород. Вечером того же дня в честь войск, освободивших эти города, в Москве впервые был дан салют.
15-й корпус Людникова безостановочно преследовал врага и, пройдя на запад около 240 километров, к 8 сентября вышел к реке Десне в районе городка Короп. Он вспоминал: «Обновляем карты, и я читаю на них названия городов и сел, где два года назад, истекая кровью, дралась 200-я дивизия. Очень хочется, чтобы дорога нашего наступления пролегла по этим местам… Форсирование Десны не входит пока в задачу 13-й армии. Но разве не бывает на войне, что ход боевых действий заставляет резко менять заранее намеченные планы! Так случилось и на этот раз».
Первой вышла к реке 74-я стрелковая дивизия генерала А. А. Казаряна. Появление советских частей у Десны застало немцев врасплох. Сложившаяся боевая обстановка позволяла, по мнению Людникова и командиров дивизий его корпуса, с ходу форсировать реку. Но никаких штатных переправочных средств в корпусе, да и в армии не было. Пока Людников, еще не имея распоряжений свыше, обсуждал с Казаряном, где и как быстрее переправляться, подоспел приказ: «Двумя дивизиями форсировать Десну, захватить плацдарм на западном берегу и передать его затем подходящим к Десне войскам 61-й армии генерал-лейтенанта П. А. Белова».
Немедленно закипела работа: на берегу собирались лодки, солдаты сколачивали плоты, набивали сеном походные палатки, тащили к берегу пустые бочки, ворота и заборы — все, что могло держаться на плаву. Это позволило быстро перебросить на западный берег один полк и захватить обширный плацдарм. В течение двух следующих ночей Десну форсировала вся 74-я дивизия, а через сутки в бой была введена 8-я стрелковая дивизия полковника П. М. Гудзя. Перебросив на плацдарм часть артиллерии, корпусу Людникова удалось быстро расширить его до 22 километров по фронту и 12 в глубину.
Немецкое командование понимало, что прорыв на Десне означает начало битвы за Днепр, который именовался не иначе как «Восточным валом», где должно быть остановлено наступление Красной армии. Немцы яростно контратаковали, пытаясь ликвидировать плацдарм. Их авиация непрерывно бомбила позиции советских войска на обоих берегах Десны. В результате прямого попадания снаряда в КП 15-го корпуса погиб командующий артиллерией 13-й армии генерал-майор А. Н. Панков и многие другие офицеры. Однако нашим частям удалось отстоять занятую ими территорию, после чего корпус Людникова передал плацдарм войскам 61-й армии и двинулся к Днепру. За успешное форсирование Десны и обеспечение плацдарма для основных сил Людников был награжден орденом Суворова 2-й степени.
Путь 15-го корпуса на запад проходил недалеко от Чернигова, который в 1941 году обороняло это соединение. И хотя уже почти не осталось тех, кто сражался в его рядах два года назад, Людников обратился с просьбой к командарму-13 Н. П. Пухову направить одну из его дивизий для участия в освобождении Чернигова. Он считал, что этот шаг будет иметь важное значение для воспитания бойцов, и командующий 13-й армией дал свое «добро».
Через несколько дней подчиненные Людникова еще раз пересекли Десну — в том месте, где осенью 1941 года с тяжелыми боями отходила 200-я дивизия. Переправу удалось совершить ночью. Когда утром над этим местом появилась немецкая авиация, наших частей там уже не было. 22 сентября передовые части 8-й и 74-й дивизий из корпуса Людникова, на плечах отступающего противника, вышли к Днепру. Как и несколькими днями ранее, была организована немедленная переправа на западный берег на подручных средствах. Бойцы Людникова первыми форсировали Днепр! Южнее начал такую же операцию 17-й гвардейский корпус.
Сказать, что стремительность и дерзость советских войск явилась для противника полной неожиданностью, значит не сказать ничего. По данным немецкой разведки, части Красной армии еще переправлялись через Десну. Немецкое командование принимало все возможные меры, чтобы задержать русских на том рубеже. А в это время 15-й корпус 13-й армии Пухова и 17-й гвардейский корпус 60-й армии уже полным ходом форсировали Днепр.
Впрочем, скоро немцы разобрались в том, что происходит. Они принялись яростно бомбить переправы, непрерывно атакуя наши войска на плацдарме. Устояв под натиском противника, корпус Людникова нацелился на следующий рубеж — впереди лежала река Припять. Нужно было форсировать еще одну крупную водную преграду — третью за месяц! Продолжая стремительное наступление, части Людникова овладели обширным треугольником междуречья Днепра и Припяти, успешная переправа через которую и захват плацдармов на ее западном берегу должны были поставить логическую точку во всей блестяще осуществленной операции по форсированию Днепра.
В ночь на 27 сентября первыми форсировали Припять два полка 8-й стрелковой дивизии, на следующую ночь — 148-я дивизия. В течение двух недель подчиненные Людникова отражали контратаки врага и, несмотря на тяжелые потери, удержали его.
Результаты, достигнутые соединениями 13-й армии и ее соседей в сентябре 1943 года, имели, несомненно, стратегический характер. Об этом периоде войны Людников в своих воспоминаниях написал: «Я далек от намерения касаться больших и сложных вопросов военной стратегии. Но любой офицер знает непреложное на войне правило: развивай успех там, где он обозначился и где сулит хорошие перспективы…