При подготовке операций командованию фронта пришлось осуществить значительные перегруппировки и ряд мероприятий по скрытию подготовки войск к наступлению. Эта задача также решена успешно. В результате противник до последнего дня ничего не знал о готовящихся наступательных действиях крупного масштаба. Так, в «Ежедневных оценках обстановки», издаваемых генеральным штабом сухопутных войск Германии, указывалась, что на этом участке фронта в период с 3 по 15 августа не отмечается никаких признаков готовящегося наступления русских. В отношении передвижения частей русских, — говорится в этом документе, — создается впечатление, что речь идет о переброске частей на другие фронты. 17 августа, как это видно ив документа, немецко-фашистское командование сделало вывод, что со стороны советских войск севернее Ясс возможно наступление местного значения, которое может быть отражено наличными силами армейской группы «Велер», оборонявшейся между реками Серет и Днестр. Это наступление, по мнению немцев, будет преследовать цель ввести их в заблуждение и воспрепятствовать тем самым дальнейшему оттягиванию соединений группы армий «Южная Украина» на другие участки советско-германского фронта. И только накануне нашего наступления — 19 августа — немецко-фашистское командование приходит к выводу, что советские войска на следующий день предпримут наступление северо-западнее Ясс и из района южнее Тирасполя. Но противник уже не имел времени, чтобы осуществить какие-либо крупные контрмеры для парирования нашего удара.
Приведенные факты свидетельствуют о том, что противник до последнего момента не смог раскрыть готовившееся нами крупное наступление с решительными целями. Все это показывает, насколько скрытно и умело осуществлены сложные и объемные мероприятия по подготовке наступательной операции как 2-м Украинским, так и 3-м Украинским фронтами. В этом заслуга командиров всех степеней, политорганов и солдат, отчетливо понимавших важность значения скрыть от противника характер и размер предстоящих действий.
Рано утром 20 августа войска 2-го Украинского фронта перешли в наступление. Артиллерийская подготовка настолько ошеломила противника, что наша пехота и танки без особых усилий прорвали его оборонительные позиции и успешно стали развивать наступление. Со стороны противника лишь разрозненно отвечали отдельные орудия и батареи. Используя успех пехоты и действующих в ее боевых порядках танков, которые к 11 часам форсировали реку Бахлуй, в долину реки выдвинулись саперы с заранее подготовленными элементами мостов. В середине дня мосты были наведены и по ним начала вводиться в прорыв 6-я танковая армия. Это оказалось для противника полной неожиданностью и деморализовало его. Прорыв развивался успешно. Первый день наступления принес нашим войскам крупный успех, особенно в полосе 27-й армии. Несколько менее успешно развивалось наступление на левом фланге 52-й армии.
В целом за первый день операции ударная группировка фронта добилась значительного результата. Она прорвала оборону противника на фронте свыше 30 километров и продвинулась на глубину 16 км и с ходу овладела позициями противника на южном берегу реки Бахлуй.
В это же время войска 3-го Украинского фронта прорвали оборону противника южнее Тирасполя. Артиллерия немецко-фашистских войск, в значительной мере подавленная, а частично уничтоженная, в первое время фактически не вела огонь по наступающим войскам, что позволило ударной группировке фронта к исходу дня завершить прорыв обороны противника на всю тактическую глубину в полосе до 40 километров.
Оценивая результаты первого дня операции, немецко-фашистское командование было вынуждено признать, что на обоих участках фронта создалось серьезное положение.
На следующий день с утра на правом фланге 52-й армии был введен в бой 18-й танковый корпус для действий в направлении Хуши. Ударная группировка фронта развивала достигнутый накануне успех, овладела горным хребтом Маре, на удержание которого противник возлагал большие надежды. В этот же день войска 52-й армии во взаимодействии с 18-м танковым корпусом овладели городом Яссы. 6-я танковая армия, преодолев хребет Маре, вышла на оперативный простор. Все резервы противника были разгромлены. Назревал решительный момент операции, когда стремительное преследование разбитого противника могло завершиться для него полной катастрофой.
В этот же день на фронте ударной группировки 3-го Украинского фронта введены в прорыв 4-й гвардейский и 7-й механизированные корпуса, наносившие удар на Леово.