随着时间的推移，一场突袭慢慢变成了一场攻防战。乌军以苏贾为中心，构筑起多条防御工事，而俄军从开始的慌乱中逐步稳住阵脚，增派部队，对乌军形成包围之势。8月20日，普京下令10月1日前务必将乌军赶出库尔斯克，俄军第一次反攻全面打响。然而，俄军并未急于向库尔斯克方面调军，只是调集适量部队与库尔斯克的乌军对峙，阻遏其扩大占领区，依靠强大的火力压制乌军，利用光纤无人机耐心消耗当地乌军。

随着援军投入到库尔斯克的战斗，增强了当地俄军实力，延缓了乌军的推进速度，但未能改变整体态势。11月底，乌军控制区缩减至800平方公里，人员损失超40%。随着乌军50%以上的机械化装备和绝大部分有经验的士兵投入到库尔斯克前线，顿巴斯战场上的天平朝着有利于俄罗斯的方向倾斜。俄军抓住了乌军进攻库尔斯克导致机动部队减少这一有利机会，在顿巴斯战场上发动多次进攻，在短短3个月内占领了顿涅茨克州超过2000平方公里的领土，对红军城形成三面围攻之势，让乌军统帅部面临“库尔斯克还是顿涅茨克”的两难抉择。即使如此，泽连斯基依然命令乌军死守库尔斯克。

库尔斯克战线虽呈现胶着态势，但乌军防线已显强弩之末。受制于战略缓冲区不足，其现有阵地难以长期维系。乌方坚持固守或许是想将控制区转化为谈判筹码，为日后可能的领土置换谈判增加议价资本。特朗普曾说半个月就能结束俄乌冲突，在就职23天后，撇开欧洲和乌克兰，直接与普京对话，同时向乌施压，要求其接受向美国提供矿产开采权的协议。

2025年2月11日，泽连斯基称，“乌方计划利用已控制的俄罗斯库尔斯克州的部分地区交换部分被俄方控制的己方领土。”这是泽连斯基在俄乌冲突中首次对交换领土表达看法，甚至可以说是他在这一问题上的重大让步。在库尔斯克战场，俄军发动代号“苏梅突袭”的闪电战，俄黑海舰队第810近卫海军步兵旅攻入乌克兰苏梅州。此时，乌军在库尔斯克控制区被压缩至不足30%。随着俄军三面围攻挤压，乌军唯一的补给线也被俄军火力覆盖，在库尔斯克作战的乌军被断了退路。