在德軍方麵，堅守防禦是當前唯一的舉措，這樣，德國的指揮部經過多方麵考慮，糾集軍隊以阻擋蘇軍的進攻是個不錯的主意，這樣，德軍於9月25日在多瑙河彎曲部、土爾努-塞維林地域向烏克蘭第2方麵軍的各兵團實施猛烈攻擊，迫使其退卻。德軍進抵多瑙河後，使配置在多瑙河對岸登陸場的蘇軍第75步兵軍受到嚴重威脅。為了對右鄰的友軍實施支援，烏克蘭第3方麵軍司令員決定，不等第57集團軍集結完畢，即於9月28日以第68步兵軍對敵實施反突擊，並與烏克蘭第2方麵軍第46集團軍第75步兵軍協力殲滅該部敵軍。為此，蘇軍最高統帥部大本營將第75步兵軍編人第57集團軍內，並命令烏克蘭第3方麵軍擊潰在訥果廷地域的德軍，占領多尼-米拉諾瓦茨和紮耶恰爾地區。9月28日，第57集團軍轉人進攻，開始實施貝爾格萊德戰役。貝爾格萊德進攻戰役是從9月28日第57集團軍轉入進攻開始的。該集團軍在航空兵支援下突破敵邊境防禦地區，越過東塞爾維亞山脈，於10月8日進抵摩拉瓦河，並從行進間強渡了該河，在西岸奪取了兩個登陸場，保障近衛機械化第4軍於10月12日進入交戰。集團軍向南斯拉夫腹地推進130公裏。多瑙河區艦隊對進攻的蘇軍實施了支援，可靠地保障了第57集團軍右翼，並擔任軍隊、技術兵器和各種物資的輸送。
友鄰的行動也進行得異乎順利。右鄰第46集團軍第10軍在貝爾格萊德東北40公裏寬的地段進抵多瑙河，以1個師的兵力會同南斯拉夫軍隊所屬部隊強渡了該河。左鄰保加利亞第2集團軍已逼近尼什、萊斯科瓦茨。爾後，烏克蘭第3方麵軍與南斯拉夫人民解放軍第14軍協同發展進攻，切斷了敵軍在摩拉瓦河河穀的主要交通線。原來在貝爾格萊德東南方作戰的德軍本想竄回貝爾格萊德與守備軍隊會合，以加強對該城的防禦，這時卻麵臨被合圍的威脅。
蘇軍指揮部識破並挫敗了敵軍的這一意圖。近衛機械化第4軍，一麵繼續從南麵進攻貝爾格萊德，一麵向東南方實施突擊，以便接應第57集團軍的右翼各兵團。至10月17日，蘇南兩國軍隊在貝爾格萊德的東南合圍了有2萬名官兵的敵重兵集團，並於10月19日將其全部擊潰。
在南、保軍隊在塞爾維亞南部和馬其頓的戰鬥情況，有助於貝爾格萊德方向的勝利。在進攻過程中，蘇軍同南斯拉夫人民解放軍和保加利亞人民軍協同動作的問題順利地得到解決。
自1944年10月起，在南斯拉夫人民解放軍最高司令部內駐有烏克蘭第3方麵軍司令部作戰處的通信參謀，他經常向鐵托元帥報告前線的局勢。此外，第57集團軍參謀長維爾霍洛維奇將軍常帶領軍官前往南斯拉夫各兵團司令部，以便組織協同動作。與保加利亞人民軍的協同動作是通過烏克蘭第3方麵軍參謀長比留佐夫將軍進行組織的。
貝爾格萊德戰役最終以強攻貝爾格萊德而告結束。敵軍為了扼守南斯拉夫首都，從德軍的幾個師以及塞爾維亞誌願軍和俄羅斯警衛軍（自衛軍）中調來一些部隊和分隊，並有40輛坦克，約170門火炮和追擊炮。在貝爾格萊德周圍設置了地雷爆炸性障礙物以加強防禦。德軍指揮部力圖在這座城市的附近接近地牽製住蘇、南軍隊的大量兵力，以便E集團軍群的部隊從希臘撤往匈牙利。蘇、南兩國軍隊為了密切協同攻下貝爾格萊德，還曾為此專門召開指揮部聯席會議，詳盡討論了強攻計劃。至10月14日，近衛第4機械化軍軍長和南斯拉夫人民解放軍第1集團軍級集群司令員，經過反複磋商最後協調了雙方軍隊強攻貝爾格萊德的行動計劃。強攻貝爾格萊德的計劃規定：在狹窄的地段上從南麵實施正麵突擊，爾後沿離心方向發展突擊，分割德軍守備部隊並予以了各個擊破，達至全殲的效果。還規定，占領薩瓦河和多瑙河上的橋梁。參加強攻貝爾格萊德的蘇軍是：近衛第4機械化軍，3個步兵師，3個炮兵旅，16個炮兵團、迫擊炮團和自行火炮團，l個高射炮兵師和3個高射炮兵團；南斯拉夫軍隊則是無產者第1軍和第12軍，共8個師。這些兵力的強攻行動，由空軍第門集團軍和多瑙河區艦隊實施火力支援。解放貝爾格萊德的戰鬥自10月14日起，一直延續到20日止。戰鬥進行得異常激烈。在頭兩天，進攻部隊就把敵軍集團切割成幾個部分，並摧毀了該市南郊和東郊的大部分支撐點。至10月20日前，蘇、南兩國軍隊在航空兵和多瑙河區艦隊的支援下，以強攻占領了德軍在貝爾格萊德的最後一個據點卡列梅格丹要塞。在巷戰中擊斃德軍1.5萬人，俘9000人。