9月22日拂曉，在德軍措手不及的情況下，方麵軍左翼第13集團軍不等製式渡河器材運達，冒著巨大危險，便開始在寬大正麵上強渡第聶伯河。第一批強渡的是攜帶輕武器的步兵，緊接著是團屬炮兵。師屬炮兵在河東岸提供火力掩護。至日終前，集團軍奪占了一個正麵寬25公裏、縱深2至10公裏的登陸場，前出到切爾諾貝利、高查雷至普裏皮亞季河口地區。次日，登陸場正麵擴大到35公裏，縱深擴展到20公裏。當天，第13集團軍左翼部隊又在普裏波亞季河右岸占領另一個登陸場。德軍調兵遣將向蘇軍登陸部隊實施多次反突擊，雖兵力也很強大，仍被蘇軍擊退。與第13集團軍幾乎同時在基輔以北強渡第聶伯河的，還有方麵軍的第60集團軍和近衛第7軍機械化部隊。當中央方麵軍左翼部隊在隆美爾以南進行緊張的戰鬥時，方麵軍右翼和中路各兵團也分別向日洛賓和隆美爾展開了進攻。至9月底，中央方麵軍鞏固了第聶伯河、普裏皮亞特河和索日河上已奪占的登陸場，並繼續戰鬥擴大登陸場。
沃羅涅日方麵軍原計劃在8月27日轉入進攻。由於中央方麵軍在基輔方向上進攻的勝利，對防守在沃羅涅日方麵軍和草原方麵軍當麵的德軍第8集團軍和第4裝甲集團軍構成威脅，加上不久前沃羅涅日方麵軍在阿赫特爾卡地區擊退了德軍的反突擊，德軍為免遭合圍的危險，便於8月25日開始從阿赫特爾卡突出部撤退。戰場形勢的變化促使沃羅涅日方麵軍右翼部隊提前於25日轉入追擊，於當天解放了阿赫特爾卡，並向前推進15至20公裏。9月2日，右翼部隊解放了蘇梅，繼而向羅姆內、樸裏盧基和基輔發展進攻。方麵軍左翼部隊與草原方麵軍配合，在哈爾科夫西南進行戰鬥。9月10日，方麵軍各部隊突破了羅姆內東南的德軍防線，3天後在寬大正麵強渡了蘇拉河。9月21日，沃羅涅日方麵軍的近衛第3坦克集團軍先遣支隊，在布克林附近強渡第聶伯河，並奪取1個登陸場。次日，方麵軍突擊集團第40、第27和第47集團軍利用坦克集團軍的戰果也隨之展開了強渡行動，均取得不同程度的勝利。
草原方麵軍的情況則有所不同，它在8月底以前在哈爾科夫以西和西南進行了多次戰鬥，在解放哈爾科夫以後，應向克拉斯諾格勒、上第聶伯羅夫斯克方向繼續進攻，並前出到第聶伯河。但是，德軍調來15個師，竭盡全力阻止蘇軍在該方向上的進攻。草原方麵軍直到9月初才打退德軍反突擊後，向克拉斯諾格勒、上第聶伯羅夫斯克方向展開進攻。9月6日，蘇軍最高統帥部調整了該方麵軍的任務，令其向波爾塔瓦和克列緬丘格方向實施主要突擊，阻止德軍在該方向上建立穩固的防線。到9月20日，方麵軍在奮力追擊敵人過程中，前出到距第聶伯河70至120公裏處。23日，解放了波爾塔瓦，6天後又解放了克列緬丘格。到9月底，草原方麵軍已全線推進到第聶伯河，以不可阻擋之勢，肅清了東岸的德軍，並著手強渡第聶伯河。
1943年8月中旬，防守頓巴斯的德軍南方集團軍群的第1裝甲集團軍和第6集團軍，共20多個師。當蘇軍沃羅涅日方麵和草原方麵軍在阿赫特爾卡和哈爾科夫地域進行戰鬥時，西南方麵軍於8月13日從伊久姆地域向巴爾文科沃方向展開了進攻。但8月份進展不大，僅擴大了伊久姆地域北頓涅茨河右岸的登陸場。8月18日，南方麵軍各兵團在伏羅希洛夫格勒西南地域發起猛烈進攻。南方麵軍第5突擊集團軍和近衛第2集團軍也迅速地突破了德軍米烏斯河一線的堅固防禦。近衛第4機械化軍和近衛第4騎兵軍組成的方麵軍騎兵機械化集群，前出到亞速海沿岸地區，切斷了塔甘羅格防禦之敵的退路。使其在孤軍作戰的前提下，也已經失去了招架之功。8月23日，蘇軍解放阿姆夫羅西耶夫卡，爾後繼續向南發動進攻。8月30日，解放塔甘羅格。
蘇聯紅軍坦克部隊向德軍發起猛烈進攻。這樣，南方麵軍就在頓涅茨克、阿姆夫羅西耶夫卡和塔甘羅格灣之間的德軍防線上打開了一個缺口。9月初，西南方麵軍左翼部隊在伊久姆東南的北頓涅茨河地區重新發起進攻，突破了德軍第1裝甲集團軍的防線，也取得了重大勝利。
這樣，2個方麵軍的進攻很快彙合成一個強大的突擊洪流，似有大江東去浪淘盡的氣勢。
德軍南方集團軍群擔心被包圍，遂於8月31日開始把第6集團軍和第1裝甲集團軍右翼撤往戈爾洛夫卡、日丹諾夫一線的後方預設陣地，而以後衛部隊頑強抵抗。9月8日，蘇軍南方麵軍一舉消滅了德軍後衛部隊的抵抗，解放了頓巴斯州首府斯大林諾。9月15日，德軍統帥部擔心部隊再度遭到合圍，遂命令南方集團軍群放棄頓巴斯，妄想以小的犧牲換取暫時的撤退，保存實力，發起反攻。全線撤至梅利托波爾、第聶伯河一線後麵的“東方堡壘”。蘇軍2個方麵軍趁勢向西南和南方進一步發展進攻，於9月22日前出到紮波羅日耶以南和莫洛奇納亞河一線，並解放了頓巴斯。9月25日，西南方麵軍在第聶伯羅彼得羅夫斯克以南強渡第聶伯河。9月底，南方麵軍進抵莫洛奇納亞河地區。