12 июля Одиннадцатая гвардейская армия после мощной артиллерийской и авиационной подготовки перешла в наступление. К исходу 13 июля она прорвала оборону немцев на глубину до 25 километров. Это был замечательный успех. В последующие дни развернулись исключительно ожесточенные бои. Западному фронту противостояли отборные гитлеровские войска, возглавляемые специалистом по обороне генерал-полковником Моделем. Гитлеровское командование непрерывно перебрасывало резервы и войска с других участков, намереваясь любой ценой остановить наступление наших войск. Однако армии Западного фронта (помимо Одиннадцатой гвардейской, в наступление перешли Пятидесятая, Одиннадцатая общевойсковая и Четвертая танковая армии) упорно ломали сопротивление врага и к концу июля подошли к железной и шоссейной дорогам Орел — Брянск. Тем самым была создана угроза окружения всей орловской группировки противника. Враг вынужден был оставить Орловский плацдарм. За успешное проведение Орловской операции генерал армии В. Д. Соколовский был награжден орденом Кутузова 1-й степени.
В ходе Орловской операции Западный фронт подготовил и другую Смоленскую наступательную операцию. О значении, которое придавалось Смоленской наступательной операции, свидетельствует такой факт, что в ходе ее подготовки, 3 августа 1943 года, на командный пункт фронта в район Юхнов прибыл Верховный Главнокомандующий И. В. Сталин, что, как известно, случалось крайне редко. Сталин интересовался ходом подготовки операции, боевой готовностью войск, их положением на фронте, количеством артиллерии и танков, которые должны были поддерживать наступление, оперативной маскировкой, расстановкой руководящих кадров командного состава. Командующий фронтом и его ближайшие помощники сделали исчерпывающие доклады Верховному Главнокомандующему. Сталин дал указания по организации и проведению операции и убыл в Москву. Западному фронту была поставлена задача во взаимодействии с Калининским фронтом прорвать оборону немцев, разгромить их смоленскую группировку и выйти на территорию Белоруссии.
Смоленская операция проводилась в сложных условиях. Западный фронт занимал участок от Ярцево до Кирова. Ему противостояли отборные немецкие дивизии, входившие в группу армий «Центр». Немцы подготовили оборону глубиной свыше 100 километров с сильными полевыми укреплениями. В составе фронта насчитывалось десять армий, танковый, механизированный и кавалерийский корпуса. Однако в дивизиях имелся большой некомплект личного состава, они были слабо обеспечены боевой техникой и особенно боеприпасами. Четвертая танковая армия, предназначавшаяся для поддержки Западного фронта, уже участвовала в Орловской операции. Ставка не могла выделить Западному фронту необходимое количество боеприпасов, авиации, артиллерии и танков, так как основные события происходили на южных участках советско-германского фронта.
Операция началась 7 августа и завершилась в октябре 1943 года. Бои носили исключительно ожесточенный характер. Немецко-фашистское командование непрерывно усиливало свою группировку переброской соединений с других направлений (с 1 по 18 августа, например, было подтянуто с других участков 11 дивизий). Однако сдержать наступление наших войск противнику не удалось. Войска фронта продвинулись на 200 километров, нанесли серьезное поражение группе армий «Центр», освободили Смоленскую область и древний русский город Смоленск, на левом крыле вступили в пределы Белоруссии.
На завершающем этапе Смоленской операции в состав Западного фронта прибыла первая польская дивизия имени Тадеуша Костюшко под командованием Э. Берлинга. Это была полнокровная дивизия, полностью оснащенная боевой техникой и хорошо обученная. Она сосредоточилась вблизи тылов нашей Сорок девятой армии. Мы сразу же узнали о прибытии дивизии, все наши воины относились с большой чуткостью и уважением к польским воинам — братьям по оружию. Нечего греха таить — мы, офицеры Советской Армии, немного завидовали этой дивизии. Наши соединения уже изрядно измотались в результате непрерывных тяжелых боев, их укомплектованность не превышала 3–4 тысяч человек. Так всегда было на завершающем этапе операций Великой Отечественной войны. А польская дивизия в своем составе насчитывала 18 тысяч человек, каждый боец был хорошо вооружен, одет, подтянут.