多瑙河區艦隊受領的任務是：向阿克爾曼（別爾哥羅德—德涅斯特羅夫斯基）西北及其以南輸送登陸兵，配合烏克蘭第3方麵軍強渡多瑙河。為了更好的被德軍占領的地區實施軍事打擊，使用集團軍和火箭炮群在集團軍的主要進攻方向上配合是一項很有必要的措施。許多師建立了支援步兵的炮兵群。團建立了迫擊炮群、直瞄火炮群，在有些情況下還建立了團炮兵群。在突破地段上，火炮密度達每公裏正麵240～280門，其中包括30～50門直瞄火炮和部分迫擊炮。
為了隱蔽進攻準備和突擊集團的真正集結地域，各方麵軍均采取旨在迷惑敵人的欺騙措施：模擬坦克和火炮的集中、軍隊的調動、突破的準備等，並以重炮火力破壞敵永備發射工事；隱蔽了位於基茨坎登陸場的真正的突擊集團，同時在基什尼奧夫方向建立了假的軍隊集團，並對假集結地域派高炮和航空兵進行掩護。結果，使德軍統帥部和南烏克蘭集團軍群司令部錯誤地判斷了蘇軍實施主要突擊的時間和方向。
8月19日，戰鬥的進程仍在繼續之中，通過在烏克蘭軍內的軍事偵察，蘇軍摸清了敵人的防禦部署，仍然保持著原來的態勢。8月20日，蘇軍經過炮火準備後便發起了雅西-基什尼奧夫戰略性進攻戰役。烏克蘭第2方麵軍第27集團軍在3小時內便突破敵主要防禦地帶，中午強渡了巴赫盧伊河，突破第二防禦地帶。第6坦克集團軍遂進人突破口。下午2時，其所屬第5坦克軍投入交戰；l小時後，第5機械化軍也投入交戰。該集團軍的突然出現使德軍震驚不已。蘇軍坦克兵利用這一有利態勢，迅速前出到沿馬雷山構築的敵第三防禦地帶。烏克蘭第3方麵軍的進攻也很順利，日終前，第37、第46、第57集團軍突破了敵主要防禦地帶，向縱深推進12公裏，在某些地域楔入了敵第二防禦地帶。戰役第一天，兩個方麵軍推進10～16公裏，敵損失9個師。
1944年8月24日，紅旗插上基什尼奧夫城頭。8月21日，在第27集團軍粉碎敵頑強抵抗後，就立即與第6坦克集團軍和航空兵協同，進行了奪取馬雷山第三防禦地帶的戰鬥。第52集團軍利用當天進入交戰的第18坦克軍的戰果，擊潰了敵軍，中午解放了雅西市。這時，近衛第7集團軍在第23坦克軍的配合下占領了特古伏魯莫斯市。經過兩天戰鬥，烏克蘭第2方麵軍突破敵40公裏深的三道防禦地帶，把突破正麵擴大到的公裏，形成了迅速追擊敵人和合圍德軍第6集團軍的有利態勢。烏克蘭第3方麵軍打退敵步兵和坦克的反突擊後，經過兩天戰鬥，推進近30公裏，把突破正麵擴大到95公裏。空軍第5、第17集團軍出動飛機6350餘架次，有力地支援了地麵部隊的作戰行動。
為了以最快的速度殲滅全數凶蠻的敵人，8月21日傍晚，最高統帥部大本營下達命令：各方麵軍盡快在胡希地域封閉合圍圈，殲滅敵軍集團，以開辟進至羅馬尼亞主要經濟政治中心的道路。
8月23日日終前，烏克蘭第2方麵軍第6坦克軍前出到伯爾拉德地域。第18坦克軍打響了奪取胡希的戰鬥。當天，烏克蘭第3方麵軍近衛第4軍和第7機械化軍已前出到普魯特河渡口，完成了正麵向東北的防禦。次日，第52集團軍和第18坦克軍解放了胡希，並前出到普魯特河，在那裏與烏克蘭第3方麵軍的部隊會師。德軍25個師有18個師陷入合圍。在合圍的對外正麵也同時展開了進攻。到8月24日日終前，蘇軍已推進到距被圍敵軍85～100公裏處。而此時，烏克蘭第3方麵軍左翼與第46集團軍與近衛機械化第4軍部分兵力和強渡德涅斯特河灣的登陸兵合兵一處，在航空兵和黑海艦隊、多瑙河區艦隊的艦艇支援下，合圍了羅軍第3集團軍，並沒有遭到有效的抵抗，沒過多久，該集團軍很快就投降。到8月27日日終前，在普魯特河以東被圍的敵軍集團也停止了抵抗。蘇軍2個方麵軍同時向布加勒斯特和伊茲梅爾方向發展進攻。8月26日，摩爾達維亞蘇維埃社會主義加盟共和國全境解放。8月27日，福克夏尼築壘地域已被突破。到8月29日，烏克蘭第3方麵軍解放了土耳恰、加拉茨、布斯伊拉。康斯坦察和蘇利納等市。直到現在，雅西-基什尼奧夫戰役宣告結束。到9月3日，被圍德軍零星集群被徹底肅清。
通過8月20日至9月3日的作戰，蘇軍共殲敵22個師，其中含被圍的18個師，消滅了第一線羅軍的幾乎全部師，使敵遭受重創。蘇軍則向縱深推進320～350公裏，進入了羅馬尼亞內地，向保加利亞方向挺進。