Русские армии сосредоточили основные усилия на четырех ожидавшихся немецким командованием направлениях: в районе Киева, юго-западнее Яготина, восточнее Запорожья, где все еще существовал крупный немецкий плацдарм на левом берегу Днепра, и в районе Мелитополя у Азовского моря. Несмотря на подавляющее превосходство русских, не знающим усталости войскам сначала удалось не допустить оперативного прорыва противника. 6-я армия до 23 октября продолжала вести тяжелые бои за Мелитополь, завершившиеся прорывом русских войск 4-го Украинского фронта. За неделю они захватили обширный район, позволивший им частью сил выйти к Перекопскому перешейку и перерезать сухопутные коммуникации немецкой группировки в Крыму. Севернее продвижение русских армий между Крымом и нижним течением Днепра было задержано лишь у самого Днепра. Исключительно важное значение имело то, что немецкие войска, которые удерживали большой плацдарм в районе Никополя, отразили все попытки русских нанести там удар через Днепр в северном направлении и прикрывали далеко выдвинутый вперед фланг 1-й танковой армии.
Когда русские 1 ноября вышли к Перекопскому перешейку, они высадили десант на восточном побережье Крыма в районе Керчи. После тяжелых боев десанту удалось закрепиться и удержать захваченный плацдарм. Однако как Перекопский перешеек, так и узкий Керченский полуостров, несмотря на все удары русских, успешно оборонялись 17-й армией. Лишь в апреле 1944 г. Крым был эвакуирован.
Запорожский плацдарм, несмотря на удар 3-го Украинского фронта, удерживался 1-й танковой армией до 14 октября. Положение этой армии стало угрожающим после того, как русским 17 октября удалось на широком фронте форсировать Днепр юго-восточнее Кременчуга, захватить там плацдарм в 45 км по фронту и около 20 км в глубину и через день прорваться к железнодорожному узлу Пятихатке, расположенной в 50 км от Днепра. За этим прорывом 24 октября последовал новый – в районе Днепропетровска. К 10 ноября русские взломали оборону на Днепровском оборонительном рубеже между Кременчугом и Днепропетровском на фронте 150 км и группировкой в составе 61 стрелковой дивизии, 37 танковых бригад и 14 мотострелковых бригад вбили глубокий клин между немецкими 1-й танковой и 8-й армиями, выйдя далеко за Ингулец севернее Кривого Рога. Танковым дивизиям 1-й танковой армии удалось помешать глубокому охвату армии с севера, тем не менее она вынуждена была отойти на рубеж Никополь, северо-восточнее Кривого Рога. Примыкавшая к ней с севера 8-я армия оттянула свой правый фланг назад, что дало ей возможность прикрыть стык со своим южным соседом юго-восточнее Кировограда. Наступавшие против этой армии войска 2-го Украинского фронта сумели захватить небольшой плацдарм южнее Черкасс. Русские пытались также расширить созданный ими ранее плацдарм южнее Яготина. В остальном их действия преследовали лишь цель сковать немецкие силы, так что 8-я армия даже могла в течение некоторого времени удерживать свою оборону на Днепре.
Зато исключительно серьезным стало положение 4-й танковой армии. Тяжелые бои, завязавшиеся 7 октября с началом крупного русского наступления на Киев, эта армия в течение всего октября вела довольно успешно, не давая противнику возможности выйти за пределы местных успехов. Русские постепенно захватили плацдармы по обе стороны Киева, которые к концу месяца были ими значительно расширены, особенно севернее города. Когда 3 ноября крупная группировка в составе 30 стрелковых дивизий, 24 танковых бригад и 10 мотострелковых бригад начала из этого района наступление, 4-я танковая армия была совершенно обескровлена. До 6 ноября она еще продолжала удерживать Киев, но затем вынуждена была оставить обойденный с обеих сторон город. Немецкий фронт был разорван, и уже на следующий день противник продвинулся к важному железнодорожному узлу Фастову, расположенному в 60 км юго-западнее Киева. Западнее Киева русские войска, развивавшие наступление на Коростень, Житомир и Бердичев, также преследовали далеко идущие цели и хотели добиться, наконец, широкого прорыва центра немецкого фронта. 11 ноября русские вышли к Радомышлю, расположенному в 90 км западнее Киева, а двумя днями позже они были уже в 130 км от Киева, в районе Житомира.