26 августа Центральный фронт под командованием К. Рокоссовского начал наступление к Днепру в его среднем течении, прорвал оборону противника под Конотопом и 21 сентября форсировал Днепр. 60-я армия под командованием И. Черняховского пробила брешь в обороне противника на стыке групп армий «Центр» и «Юг», после чего повернула на Киев и 15 сентября освободила Нежин. Возникла возможность обхода фронта группы армий «Юг»
15 сентября группа армий «Юг» начала общий отход за Днепр. Гитлер и его генералы рассчитывали на систему обороны на правом берегу Днепра — «Восточный вал».
Бои носили ожесточенный характер, в двух операциях — Черниговско-Проскуровской и Нижнеднепровской РККА безвозвратно потеряла 176 тыс. человек. Советским войскам удалось занять несколько плацдармов на правом берегу Днепра. В октябре 1943 г. в ходе Запорожской операции удалось не только освободить Запорожье и спасти от полного разрушения Днепрогэс, но и создать крупный плацдарм на Провобережье.
9 сентября в наступление перешел Воронежский фронт, которому противостояли 4-я танковая и 8-я армии противника — 20 пехотных и 10 танковых дивизий. Под Лохвицей Воронежский фронт прорвал оборону 4-й ТА. 21 сентября войска Воронежского фронта стали переправляться через Днепр в районе сел Малый и Большой Букрин, образовав Букринский плацдарм. Но попытка расширить плацдарм 25 сентября с помощью воздушного десанта оказалась неудачной.
«Восточный вал» был пробит, но не прорван. Германские войска под командованием Манштейна наносили контрудары, блокировали плацдармы.
Первоначально операцию по освобождению Киева планировалось начинать с Букринского плацдарма, с юга. Манштейн осознал опасность этого плацдарма и сосредоточил силы напротив него. Попытки наступления с Букринского плацдарма 12–15 и 21–22 октября кончились неудачей. В ходе ожесточенных боев стало ясно, что здесь пробить оборону противника сложнее, чем на другом плацдарме — Лютежском. севернее Киева, который был создан 26 сентября. 25 октября Ставка приняла решение наносить главный удар не с Букринского, а с Лю-тежского плацдарма. 3 танковая армия под командованием генерала П. Рыбалко была скрытно переброшена с Букринского плацдарма на Лютежский. Поскольку наступление совпало с кануном годовщины Октябрьской революции, политорганы 1-го Украинского фронта выдвинули призыв «Освободим Киев к 26 годовщине Великого Октября!», хотя относительно планов взятия столицы Украины 5 ноября этот призыв звучал даже несколько расхолаживающе.
Начав операцию с отвлекающего удара на Букринском плацдарме 1 ноября, 3 ноября войска Воронежского фронта нанесли основной удар с Лютежского плацдарма и, преодолев ожесточенное сопротивление, 6 ноября взяли Киев. Безвозвратные потери в операции по освобождению Киева составили 6491 человек.
Преследуя противника, войска фронта 13 ноября взяли Житомир. Но к этому времени Манштейн сосредоточил 15 дивизий, в том числе 7 танковых и моторизованных 4-й ТА Г. Гота, которые нанесли опасный контрудар, окружив часть 60-й армии И. Черняховского. Немцы не только отбили Житомир 20 ноября, но также стали угрожать Киеву.
1 ноября войска 4-го Украинского фронта прорвались через Перекоп в Крым, но были отброшены. Одновременно был высажен десант под Керчью, рядом был захвачен также плацдарм под Эльтигеном. Однако основным силам десанта из-за шторма высадиться не удалость, плацдарм был блокирован. «Эльтигенцы» в декабре провели смелый рейд и соединились с основными силами. Бои под Керчью продолжались до апреля 1944 г.
20 октября 1943 г. произошло переименование фронтов: Воронежский — в 1-й Украинский (командующий Н. Ватутин), Степной — во 2-й Украинский (командующий И. Конев), Юго-Западный — в 3-й Украинский (командующий Р. Малиновский), Южный — в 4-й Украинский (командующий Ф. Толбухин). В 4-х фронтах было 2406 тыс. человек, 2015 танков и САУ, 2600 боевых самолетов, 28 654 орудий и минометов. Им противостояли группы армий «Юг» (командующий Э. Манштейн) и «А» (командующий Э. Клейст). Они располагали 1760 тыс. солдат, 2200 танков и штурмовых орудий, 1460 боевых самолетов и 16 800 орудий и минометов. Советские войска быстрее пополнялись живой силой (в том числе и за счет мобилизации на Украине) и техникой.
К началу 1944 г. на Украине было сосредоточено 40 % пехотных и 70 % танковых и моторизованных дивизий восточного фронта противника и 42 % стрелковых и 80 % танковых и механизированных дивизий советского фронта. С обеих сторон в сражении участвовало около 4 млн. человек.
Началось освобождение Правобережной Украины. Замысел Ставки заключался в том, чтобы, наступая в юго-западном направлении от Днепра, расчленить группы армий «Юг» и «А», изолировать их от группы армий «Центр» и прижать немецкие войска к морю, отрезая им пути отхода.