В боях при освобождении города отважно действовал десант из состава 384-го отдельного батальона морской пехоты Черноморского флота и 1-го гвардейского укрепленного района 28-й армии. В ночь на 26 марта отряд численностью в 67 человек под командованием старшего лейтенанта К. Ф. Ольшанского и заместителя по политической части капитана А. Ф. Головлева на семи рыбачьих лодках вышел из с. Богоявленска и, пройдя 15 км по реке, в 5 часов утра высадился в Николаевском порту, восточнее нового элеватора. В течение двух суток десантники сковывали крупные силы врага и самоотверженно отбивали его атаки. В напряженный момент боя они по радио передали: «Мы, бойцы и офицеры, моряки отряда товарища Ольшанского, клянемся перед Родиной, что задачу, стоящую перед нами, будем выполнять до последней капли крови, не жалея жизни». До 700 вражеских солдат и офицеров уничтожили десантники, но и сами понесли большие потери. 55 человек, в том числе 5 офицеров, пали смертью храбрых. Родина высоко оценила их подвиг: всем десантникам было присвоено звание Героя Советского Союза.
После овладения Николаевом 28-я армия была выведена в резерв Ставки Верховного Главнокомандования
[273].5-я авиаполевая, 302-я и 304-я пехотные дивизии противника, удерживавшие Николаев, с тяжелыми потерями были отброшены на западный берег р. Южный Буг. При отступлении врагу удалось частично взорвать мост через реку в районе Варваровки. Сразу же после освобождения города части 37-го стрелкового корпуса 5-й ударной армии приступили к форсированию Южного Буга в этом районе. К утру 29 марта советские части форсировали реку, овладев Варваровкой
[274]. Одновременно были приняты меры к восстановлению моста для переправы техники и тяжелого вооружения. Семь саперных и инженерных батальонов всю ночь на 29 марта работали под огнем противника. За 10 часов мост длиной более километра был восстановлен, причем 200 м построены заново. В течение 29 марта на противоположный берег реки была переправлена почти вся полковая и дивизионная артиллерия 37-го стрелкового корпуса, а в последующие дни — тяжелая артиллерия усиления.Разгром противника в районе Николаева, а также успешное наступление 57-й и 37-й армий с плацдармов у Константиновки и Вознесенска поставили под угрозу оба фланга 6-й немецкой армии. Армия была вынуждена начать поспешный отход по всему фронту.
По отходящим колоннам противника массированные удары наносила авиация 17-й воздушной армии. Особенно активно при этом действовали штурмовики 5-й гвардейской и 306-й штурмовых авиационных дивизий. 288-я и 295-я истребительные авиационные дивизии в это время прикрывали переправу 23-го танкового корпуса и конно-механизированной группы через р. Южный Буг в районе Александровки
[275]. Переправа осуществлялась по одному понтонному мосту грузоподъемностью 30 т и поэтому сильно затянулась. Она была закончена только утром 30 марта.Переправившись на западный берег реки, 23-й танковый корпус под командованием генерал-майора танковых войск А. О. Ахматова и конно-механизированная группа И. А. Плиева начали выдвигаться вслед за 57-й и 37-й армиями, которые 29 марта достигли р. Тилигул. 23-й танковый корпус вступил в бой в районе Стрюково в первой половине дня 30 марта
[276], части конно-механизированной группы — в ночь на 31 марта в районе Березовки.В это время на левом крыле фронта, вдоль побережья Черного моря, успешно наступали войска 5-й ударной армии. 30 марта части 1-го гвардейского укрепленного района, передовой отряд 295-й стрелковой дивизии этой армии и части Черноморского флота комбинированным ударом с суши и с моря освободили Очаков.
Германское командование, опасаясь окружения 6-й армии и стремясь быстрее вывести ее из-под удара, принимало все меры к тому, чтобы задержать наступление войск 57-й и 37-й армий, 23-го танкового корпуса и конно-механизированной группы на рубеже р. Тилигул. Правый берег реки во многих местах господствует над левым. Здесь противник заранее подготовил оборонительные сооружения, которые были заняты отошедшими частями. Сильным препятствием для наступающих войск являлись заболоченные берега реки и ее топкое дно.
Однако, несмотря на упорное сопротивление противника, войска 37-й армии и конно-механизированной группы 31 марта форсировали реку и сбили противника с высот правого берега. В боях при форсировании р. Тилигул, во время налета вражеской авиации 31 марта, был убит командир 4-го гвардейского механизированного корпуса, участник Сталинградской битвы, генерал-лейтенант танковых войск Т. И. Танасчишин. В командование корпусом вступил генерал-майор танковых войск В. И. Жданов.