最高統帥部大本營早在9月初就給各方麵軍下達了從行進間強渡第聶伯河及在右岸奪取登陸場的指示。各方麵軍主要力量集中的方向如下：中央方麵軍和沃羅涅日方麵軍集中於基輔方向；草原方麵軍集中於波爾塔瓦-克列緬丘格方向；西南方麵軍集中於第聶伯羅彼得羅夫斯克方向和紮波羅熱方向。其中以基輔方向為主要方向。南方麵軍應突破莫洛奇納亞河的防禦，進至第聶伯河下遊和克裏木半島。
中央方麵軍得到第61集團軍的加強，在發展進攻過程中於9月21日解放契爾尼哥夫。次日，第13集團軍各兵團抵達第聶伯河，強渡該河成功後先於其他部隊在第聶伯河和普裏皮亞季河之間奪取了登陸場。沃羅涅日方麵軍得到近衛坦克第3集團軍的加強，於9月21日日終前進抵第聶伯河，隨即以這個集團軍的兵力在大布克林地域第聶伯河彎曲部奪取了一個登陸場。右鄰第40集團軍和左鄰第47集團軍也分別開始強渡第聶伯河。第38集團軍在基輔以北的柳捷日地域攻占了一個登陸場。為了配合軍隊在第聶伯河右岸奪占登陸場，空降兵第3旅以及空降兵第5旅一部於9月23日夜間在卡涅夫地域實施了傘降。草原方麵軍得到第37集團軍的加強，於9月23日解放波爾塔瓦，9月24日在第聶伯羅捷爾任斯克西北第聶伯河上攻占了登陸場，9月28日又在克列緬丘格東南和上第聶伯羅夫斯克地域奪占了登陸場。西南方麵軍和南方麵軍於9月22日解放了頓巴斯。西南方麵軍繼續進攻，以第6集團軍的兵力於9月25日在第聶伯羅彼得羅夫斯克以南強渡第聶伯河。南方麵軍已進逼敵人莫洛奇納亞河的堅固防禦地區。
在9月22~30日期間，從洛耶夫到紮波羅熱將近750公裏的正麵上，中央方麵軍、沃羅涅什方麵軍、草原方麵軍、西南方麵軍所屬各集團軍均已先後進抵第聶伯河，並且強渡該河成功，奪取了23個登陸場。至9月底，第聶伯河左岸烏克蘭幾乎全部從敵人占領下獲得解放。法西斯德軍指揮部想使戰線在第聶伯河穩定下來的計劃遂告破產。
2.庫爾斯克防禦
第二階段在第聶伯河會戰第二階段，為扼守登陸場展開了激戰。最高統帥部大本營給各方麵軍規定的任務是，消滅殘存於第聶伯河左岸的敵軍橋頭堡，擴大已奪占的登陸場，隨後實施解放右岸烏克蘭和克裏木半島的各次戰役。
法西斯德軍指揮部的計劃是，拔除蘇軍的登陸場，在第聶伯河地區組織堅固的防禦。敵軍特別注意扼守基輔地域。法西斯德軍指揮部倉促整頓潰敗的各師，並從西歐抽調新的兵團，特別是坦克兵團到第聶伯河一帶。
沃羅涅日方麵軍在基輔方向的進攻於10月12日開始。經過許多天的激戰之後，基輔於11月6日獲得解放。該方麵軍在向科羅斯、日托米爾和法斯托夫發展進攻過程中，向前推進約150公裏，在右岸烏克蘭建立了基輔戰略登陸場。1943年11月下半月和12月，敵人多次企圖轉入反攻及重占基輔，均未成功。在此期間，烏克蘭第2、3、4方麵軍在烏克蘭南部基洛夫格勒方向、克裏沃羅格方向和第聶伯河下遊進行了頑強的交戰。烏克蘭第2、3方麵軍所屬各集團軍作戰3個月，拔除了敵軍紮波羅熱登陸場，解放了紮波羅熱、第聶伯羅彼得羅夫斯克，並在第聶伯河建立了第二個大的戰略登陸場。白俄羅斯方麵軍奪占了日洛賓以南縱深達100公裏的大登陸場。烏克蘭第4方麵軍於9月底發起進攻，突破了莫洛奇納亞河的防禦，解放了梅利托波爾，幾乎肅清了整個第聶伯河下遊的敵人，並且封鎖了克裏木半島的敵軍。在第聶伯河會戰中，各方麵軍航空兵和遠程航空兵都曾配合陸軍作戰。僅在9月份，航空兵為保障部隊強渡第聶伯河就出動飛機9萬餘架次，向敵軍目標投擲了9570噸炸彈，發射了55000餘枚火箭炮彈。國土防空軍掩護了前線附近的交通線和第聶伯河的各個渡口。亞速海區艦隊在亞速海北岸實施了戰術登陸。遊擊隊和烏克蘭居民在修築橋梁和保障渡口方麵給予部隊巨大支援。