與此同時，蘇軍最高統帥部大本營給烏克蘭第2方麵軍下達的命令是由沙希地域向凱貝爾庫斯特總方向實施突擊，在奈斯梅伊、埃斯泰爾戈姆地段進抵多瑙河，阻止布達佩斯集團向西北退卻。與此同時，方麵軍應以部分兵力從東麵向布達佩斯進攻。烏克蘭第3方麵軍受領的任務是，由韋倫采湖地域向北麵，即向比奇凱方向實施突擊，在埃斯泰爾戈姆、奈斯梅伊地域進抵多瑙河岸，並與烏克蘭第2方麵軍會合，切斷布達佩斯集團西退之路。方麵軍的部分兵力應由比奇凱地域向布達佩斯進攻，並與烏克蘭第2方麵軍協同攻占該市。烏克蘭第3方麵軍還應在布達佩斯以西及其西南50～60公裏處構成對外正麵。
12月20日，蘇軍對敵軍布達佩斯集團再次發起進攻，進展順利。至12月26日日終前，烏克蘭第2、第3方麵軍在埃斯泰爾戈姆地域會合，完成了對敵軍布達佩斯集團的合圍。盡管敵軍在坦克方麵居優勢，但蘇軍烏克蘭第3方麵軍在激烈的戰鬥中不僅阻止了楔人其防禦的德軍反突擊集團的進攻，而且將該集團逐回出發陣地。烏克蘭第2方麵軍一部1945年1月上半月對科馬爾諾的進攻，對破壞敵軍反突擊起了很大作用。
從1944年12月27日至1945年1月18日，蘇軍進行了解放首都東部——佩斯的戰鬥，從回月22日至2月13日進行了解放首都西部——布達的戰鬥。城內戰鬥由專門組建的布達佩斯集群進行。此役全殲德軍18.8萬人的集團，解放了布達佩斯。
在艱苦的布達佩斯之戰結束後，為了對維也納方向實施強有力的進攻創造可實現勝利的條件，蘇軍抽調出大量的兵力，而德軍布達佩斯集團遭蘇軍圍殲後，南斯拉夫境內敵軍交通線便處於蘇軍的直接威脅之下，致使德軍統帥部被迫作出了加速撤退軍隊的決策。
蘇軍烏克蘭第2、第3方麵軍於1945年2月13日結束布達佩斯戰役後，即著手準備向維也納方向發展進攻。德軍統帥部拚命抓住每一小塊土地不放，企圖贏得時間以逃避徹底的毀滅。2月月中，德軍統帥部從西線阿登山脈抽調裝備有最新式坦克的黨衛軍坦克第6集團軍至巴拉頓湖地域，為轉入反攻準備條件、在烏克蘭第3方麵軍（近衛第4集團軍，第26、27、57集團軍，空軍第門集團軍及作戰上隸屬方麵軍的保加利亞第1集團軍）當麵，敵人集中了南方集團軍群和E集團軍群所屬對個師（其中10個坦克師）、5個戰鬥集群、1個摩托化旅、4個強擊火炮旅，計有官兵43.l萬人、火炮5630門、坦克和強擊火炮877輛（門）、裝甲輸送車900輛、飛機850架。敵軍在坦克和強擊火炮方麵占優勢，總數為蘇軍的21倍。德軍統帥部妄圖粉碎烏克蘭第3方麵軍，恢複多瑙河防禦，繼續盤踞匈牙利的石油產地，消除對奧地利工業區和德國南部工業區的威脅。蘇軍最高統帥部大本營以烏克蘭第3方麵軍實施頑強而積極的防禦，疲憊和消耗敵軍突擊集團，爾後向維也納方向發展進攻。方麵軍編成內計有37個步兵師、6個保加利亞步兵師、2個坦克軍、l個機械化軍、l個騎兵軍，共有官兵約40.7萬人、火炮7000門、坦克和自行火炮407輛（門）、飛機965架。方麵軍的戰役布勢為兩個梯隊。第一梯隊由近衛第4諸兵種合成集團軍、第26、第57集團軍編成，第二梯隊為第27集團軍，而近衛第1機械化軍、近衛第5騎兵軍步兵第84師和6個炮兵旅為方麵軍預備隊。方麵軍的基本兵力集中在敵主力可能進攻的近衛第4集團軍和第26集團軍的防禦地帶。防禦計劃擬定了數種行動方案，並根據敵軍可能實施的突擊情況，在現地一一進行過實兵演練。在陸軍防禦作戰中，由烏克蘭第3方麵軍所屬空軍第門集團軍和烏克蘭第2方麵軍所屬空軍第5集團軍一部實施火力支援。
被蘇軍打得焦頭爛額的德軍處境愈來不妙，長此以往，極有覆滅的危險，為了求得緩氣之機，於3月5日夜組織了一場較為猛烈的進攻。而蘇軍寸土必爭，進行了頑強殊死的防禦。激烈戰鬥持續了10天10夜，雙方參戰兵力超過80萬人、火炮12500餘門，坦克和強擊火炮約1300輛（門）、飛機1800餘架。蘇軍廣泛機動預備隊和炮兵，各部隊和兵團堅忍不拔，積極防禦，致使敵人一籌莫展。德軍隻取得了一些戰術成果，即楔入蘇軍韋倫采湖以南的防禦12公裏，楔入沙爾維茲運河以西的防禦約30公裏，德軍損失4萬餘人、坦克和強擊火炮約500輛（門）、火炮300門。遭重創後，德軍於3月15日被迫停止進攻，轉入防禦。通過巴拉頓湖戰役，蘇軍完全粉碎了德軍統帥部在蘇德戰場南翼阻止蘇軍進攻的企圖。
從巴拉頓湖等方向馳援布達佩斯的德軍部隊被蘇軍挫敗。1945年3月16日下午，在經過強大的炮火準備和航空火力準備後，蘇軍烏克蘭第3方麵軍近衛第9、第4集團軍轉入進攻。開始時，德軍驚惶失措，未進行認真抵抗，但很快即恢複了被炮火和飛機襲擊打亂了的指揮係統。許多地段上的敵步兵和坦克一起開始反擊。至3月16日日終時，蘇軍推進不過3～7公裏。蘇軍最高統帥部大本營根據當時的情況，當天就把近衛坦克軍第6集團軍調給烏克蘭第3方麵軍命令利用該集團軍發展方麵軍突擊集群的攻勢，並與第27集團軍共同擊潰黨衛軍第6集團軍。方麵軍右翼部隊粉碎了德軍的頑抗，於進攻的第三天傍晚把突破口擴大到36公裏，向縱深推進達20多公裏。這時，敵人又把預備隊和由未遭衝擊的地段調來的部隊派到突破地段，利用山區地形進行頑抗。為了加快進攻的速度，3月19日晨近衛坦克第6集團軍奉命投入近衛第9集團軍地帶的交戰。方麵軍司令員要求這兩個集團軍盡快完成對黨衛軍第6坦克集團軍的包圍。此外，他還命令從3月20日展開始，以近衛第4集團軍一部以及第26、第27集團軍的兵力向別爾希達、波爾加邇迪、列普申實施突擊。第18坦克軍和近衛第1機械化軍在第26、第27集團軍進攻地帶內作戰。方麵軍在遂行任務過程中，使德軍受到重創。盡管如此，德軍仍不惜代價地拚命抵抗，以使自己的部隊免遭合圍，撤出韋倫采湖和巴拉頓湖之間的地域。有鑒於此，蘇軍最高統帥部大本營批準方麵軍使用空軍第18集團軍的部分兵力。3月21日夜間，該集團軍的遠程轟炸機襲擊了鐵路樞紐維斯普雷姆。空軍第17集團軍的轟炸機和強擊機消滅了行進中的德軍縱隊，摧毀了德軍的通信樞紐部、防禦工事以及停放在機場上的飛機。盟軍航空兵與蘇軍協同於1945年3月下半月轟炸了奧地利南部、匈牙利西部和斯洛伐克南部境內的一些機場、鐵路樞紐、橋梁和工業設施。由於采取了上述種種措施，烏克蘭第3方麵軍主力的進攻發展得比最初幾天要快。至3月22日黃昏，黨衛軍第6坦克集團軍主力幾乎全部被圍，但是，未能全殲。德軍以巨大代價撤走了相當數量的有生力量和技術兵器。