烏克蘭第1方麵軍主要進攻集團積極作戰，粉碎了德軍在捷爾諾波爾、普羅斯庫羅夫地區的反突擊；其左翼第18集團軍經過激戰攻占了赫梅爾尼克城，第38集團軍從行進間強渡了南布格河，於3月20日解放了文尼察；右翼第13集團軍向前推進了80公裏，於3月20日進抵勃羅得城。爾後，該方麵軍主力在得到第1坦克集團軍等兵力兵器的加強之後，於3月21日再次從北向南發起進攻。3月23日，第1坦克集團軍解放了喬爾特科夫。次日晨，其先頭部隊從行進間強渡德涅斯特河。3月29日，又渡過普魯特河，攻占了切爾諾夫策。第4坦克集團軍向卡美涅次—波多耳斯基實施進攻，從西麵包圍德軍第1裝甲集團軍，3月26日，攻占卡美涅次—波多耳斯基城。第1集團軍和第3坦克集團軍在該城以北實施進攻，方麵軍左翼第18、第38集團軍等部隊在該城以東和東北方麵實施進攻，與在南麵實施進攻的烏克蘭第2方麵軍的部隊，構成了對德軍第1裝甲集團軍合圍的威脅。
烏克蘭第2方麵軍於3月17日開始在寬達100公裏的地帶上從行進間強渡南布格河，並攻占了德涅斯特河地區，進入該地區中心城市卡緬卡，開始了解放摩爾達維亞的作戰。
烏克蘭第3方麵軍於3月26日發起敖德薩戰役，以求擊潰德軍第6集團軍和羅馬尼亞第3集團軍。在戰役中，第46、第8集團軍、騎兵機械化集群和第23坦克軍組成主要突擊集團，向拉茲傑利納亞總方向實施主要突擊，從西北麵迂回敖德薩。第57、第37集團軍組成右翼集團，向蒂拉斯波爾實施進攻，第6、第5、第28集團軍組成左翼集團，沿黑海沿岸向尼古拉耶夫和敖德薩實施進攻。
3月28日，右翼第57、第37集團軍利用相鄰的烏克蘭第2方麵軍的戰果，迅速將主力渡過南布格河，在45公裏寬的正麵上突破了敵人的防禦，並向縱深推進了25公裏。左翼第6、第5、第28集團軍經過激烈戰鬥，攻占尼古拉耶夫，並開始強渡南布格河。鑒於右翼發展順利，方麵軍司令員遂將第23坦克軍和騎兵機械化集群從該方向投入交戰，向蒂拉斯波爾和拉茲傑利納亞方向，追擊潰逃之敵，4月5日，攻占了拉茲傑利納亞，4月7日，進抵德涅斯特河口，從西南封鎖了德軍的退路。4月9日，蘇軍從行進間突破敖德薩城北防禦，經過一整夜激戰，次日解放了敖德薩全城。4月11～14日，蘇軍繼續進攻，進抵德涅斯特河，並從幾處渡至河西岸。但在此遭到德軍有組織的抵抗，德軍在此投入新銳兵力，多次進行反突擊。5月6日，根據統帥部命令，蘇軍就地轉入防禦。
從1943年12月底到1944年4月底，蘇軍發起的解放第聶伯河右岸烏克蘭的戰略性進攻戰役，取得了重大勝利。蘇軍向西推進了250～450公裏，到達喀爾巴籲山山麓，把德軍南方戰線截成兩段，使德軍南線瓦解，受到慘重損失。
3.解放克裏米亞半島
1944年4月13日，兩年前從蘇聯手中被奪走的、位於黑海中的刻赤半島，很快又要回到蘇聯手中。在過去的兩天內，蘇聯軍隊在克裏米亞取得了巨大進展。他們於4月11日收複了主要沿海城市，包括重要的工業港口敖德薩。4月13日，蘇聯軍隊穩固地駐紮在距克裏米亞首都辛菲羅波爾貝貝英裏的地方。蘇聯黑海艦隊阻止了德軍從水路撤退。蘇聯轟炸機橫掃海岸線，將軸心國軍隊進一步逼向內陸。蘇聯空軍剛剛開始轟炸位於塞瓦斯托波爾西南240英裏的羅馬尼亞港口康斯坦薩。雨季結束，克裏米亞的飛機場變幹，容易接近。蘇聯飛機可以很容易地往返於布加勒斯特和普洛耶什蒂油田等地區之間。混亂的軸心國軍隊沒有預定的陸地逃跑路線。美聯社和合眾社估計，有10萬德國軍隊駐紮在克裏米亞。然而，沒有人能猜出，現在究竟有多少德軍在守衛塞瓦斯托波爾。那座位於克裏米亞西南端的城市是一座極為重要的海軍基地，德軍是不會輕易放棄的。敖德薩解放的消息鼓舞了蘇聯人民的鬥誌。在這座城市落入馬利諾夫斯基將軍的軍隊手中的幾小時後，莫斯科禮炮齊鳴，放出紅、白、綠三色的照明彈，來慶祝這一重大勝利。馬利諾夫斯基的高興還有他自己的原因：他自己就是一位土生土長的敖德薩人。
然而，在蘇軍強大的攻勢上麵，守衛塞瓦斯托波爾的數萬德軍不堪一擊，而克裏米亞島也在德軍第17集團軍被殲滅後被蘇軍解放。此役，德軍陸上損失10萬多人，海上損失4萬多人，並且幾乎損失了所有的裝備。