Русские тем временем подготовились к наступлению. К середине сентября они довели численность сил, использовавшихся ими против, по существу, вновь создаваемой немецкой группы армий, до трех полевых и одной танковой армий, имевших 25 стрелковых дивизий и 4 подвижных корпуса. С помощью этих сил они намеревались уничтожить, взяв в клещи, немецко-венгерские войска, удерживавшие далеко выступающую здесь в юго-восточном направлении оборону. Основные силы Малиновский бросил в район южнее Клужа, остальные войска должны были прорывать немецкую оборону в Восточных Карпатах. Под напором этих крупных сил удержать растянутый фронт немецко-венгерские войска, конечно, не могли. Особенно нуждался в усилении слабый западный фланг 6-й немецкой армии. Поэтому юго-восточный Секлерский выступ был эвакуирован и оборона перенесена за верхнее течение реки Муреш. Пока осуществлялся этот маневр, в районе Клужа удалось предотвратить прорыв русских с помощью сил, прибывших сюда в самый последний момент. Бои в этом районе продолжались до конца месяца. Восточные Карпаты также удалось удержать. После этого русские отказались от попытки уничтожить силы немецкой группы армий, получившей тем временем более подходящее наименование «Юг». Они удовольствовались захватом более обширного района на своем правом крыле и приступили к подготовке новой крупной операции.
Теперь на юге они хотели захватить Югославию, а на севере выйти в Средне-Дунайскую низменность и овладеть Будапештом. При этом русские рассчитывали, что теперь удастся отколоть от Германии ее последнего восточноевропейского партнера – Венгрию, уже проявлявшую признаки готовности к примирению.
Еще в ходе боев у Клужа Малиновский повернул в долине Муреша и южнее частью сил на запад и вышел ими 19 сентября к Тимишоаре, а на следующий день – к Араду. До конца месяца эти войска, численность которых непрерывно. возрастала, продвинулись на север вплоть до района восточнее Дьюлы и Салонты. Кроме того, из района Клужа к Орадя были переброшены танковые соединения.
Этим изготавливавшимся для крупных операций силам противника вначале противостояли лишь венгерские части, сведенные в 3-ю армию. Возложенная на них задача не допустить выхода противника из горной местности в долину Тиссы была им явно не по плечу. Высшее германское командование, вероятно, знало о приготовлениях русских, однако оно не располагало войсками, которыми можно было бы усилить венгров. Вместо этого оно намеревалось создавшейся танковой группой нанести фланговый удар из района Орадя и западнее с намерением отрезать противника, наступавшего с рубежа Тимишоара, Арад, Дьюла от горных перевалов. Проведение контрудара было возложено на 6-ю армию. Командование группы армий «Юг» должно было перебросить в этот район также крупные силы из состава 8-й армии. Так как запрос командования группы армий относительно отвода далеко выступавшего фронта 8-й немецкой и 1-й венгерской армий был все-таки отклонен, ему не оставалось ничего другого, кроме снятия значительных сил с рубежа Орадя, Клуж и включения их в создаваемую танковую группу. Едва только первая из прибывших танковых дивизий, которая должна была нанести удар с целью сужения района сосредоточения русских войск юго-западнее Орадя, успела перейти в наступление и в ходе успешных боев продвинуться до района Салонты, как 5 октября началось давно ожидавшееся русское наступление, 3-я венгерская армия сразу же была опрокинута. Через несколько дней русские у Сентеша, Сегеда и западнее Бекерета вышли к Тиссе и в двух последних пунктах с хода форсировали ее. Одновременно южное крыло армий Малиновского продвигалось через Панчево на Белград.
В это же время Толбухин форсировал у Свилайнаца Мораву и стал наступать на Белград с юга. 15 октября югославская столица была окружена, а тремя днями позже перешла в руки русских. Пока войска Толбухина форсировали Мораву еще южнее, чтобы совместно с югославскими партизанами отрезать пути отхода немецким войскам, находившимся в Греции, южное крыло войск Малиновского очистило от немецких войск район Нови-Сада и Сомбора, оттеснив их на придунайские предмостные позиции между Сомбором и Байей. Здесь проявилась одна из несуразностей организации немецкого высшего военного командования: группа армий «Юго-Восток» фельдмаршала фон Вейхса действовала на «театре военных действий ОКВ», а у Байи начинался Восточный фронт, подчинявшийся ОКХ.