Особые надежды возлагались на авиацию, которой предстояло решать важные задачи: прочно удерживать господство в воздухе, ударами бомбардировщиков и штурмовиков по объектам противника на поле боя и в тылу помогать своим войскам прорывать оборону и развивать успех операции, нарушать маневр вражеских резервов, дезорганизовывать планомерный отход немецких войск, непрерывно вести воздушную разведку.
Огромную работу проделали войска фронтов по инженерному обеспечению операции. Саперные части и соединения строили и ремонтировали дороги, мосты, очищали от мин прилегающую местность. Только в полосе действий 6-й гвардейской и 43-й армий 1-го Белорусского фронта было построено 500 км новых дорог и очищена от мин площадь в 400 кв. км. Войска 3-го Белорусского фронта возвели 157 и отремонтировали 348 мостов. Инженерные войска 1-го Белорусского фронта соорудили четыре моста через Днепр длиной от 65 до 150 м.
Сложные задачи стояли перед органами оперативного и войскового тыла. По распоряжению Ставки ВТК в войсках сосредоточивались 5 комплектов боеприпасов, 10–20 заправок авиационного и автомобильного бензина, 30 сутодач продовольствия. В общей сложности четырем фронтам требовалось доставить 400 тыс. тонн боеприпасов, 300 тыс. тонн горючего, свыше 500 тыс. тонн продовольствия и фуража. Чтобы представить, каким был объем перевозок, отметим, что только для доставки одного боекомплекта снарядов и мин требовалось по меньшей мере 1300 железнодорожных вагонов. Ежедневно фронтам подавалось в среднем до 100 поездов.
До начала операции войсковая, воздушная и агентурная разведки помогли вскрыть группировку противника и характер его обороны. Только в полосе 1-го Белорусского фронта разведчики захватили 80 «языков».
Огромную помощь войскам в получении сведений о неприятеле оказали партизаны и подпольщики. За шесть месяцев 1944 года они передали разведорганам фронтов 5865 оперативных документов, захваченных у противника. В ночь на 20 июня в тылу врага на всех железнодорожных магистралях загремели взрывы. Началась партизанская рельсовая операция. В самый ответственный момент боевых действий железнодорожное движение в тылу врага было парализовано. «Последняя неопределенность относительно начала сроков наступления, – писал бывший командующий 4-й немецкой армией генерал К. Типпельскирх, – рассеялась 20 июня, когда партизанами были предприняты крупные диверсии на железных дорогах Пинск – Лунинец, Борисов – Орша и Молодечно – Полоцк, то есть как раз на коммуникациях группы армий «Центр».
20 июня войска фронтов заняли исходное для наступления положение и ждали лишь сигнала для начала боевых действий. Воины передовых батальонов в короткие ночи перед сражениями готовили позиции для атаки, а саперы полков и дивизий незаметно для врага делали проходы в минных и проволочных заграждениях.
22 июня началась разведка боем. Чтобы скрыть направление главного удара, она осуществлялась на широком фронте – 450 км. Специально подготовленные передовые батальоны и разведывательные отряды при поддержке танков, артиллерийского огня и авиации атаковали противника. Приняв разведку боем за наступление главных сил, немцы открыли ответный артиллерийский огонь и стали спешно подтягивать резервы к оборонительному рубежу «Пантера».
Утром 23 июня перешли в наступление войска 1-го Прибалтийского, 3-го и 2-го Белорусских фронтов. Сутками позже в сражение включились армии 1-го Белорусского фронта. С раннего утра в течение 120 минут более 30 тыс. орудий и минометов крушили укрепления, подавляли и уничтожали огневые средства и военную технику врага. Большинство его оборонительных сооружений было выведено из строя, огневые средства, артиллерийские и минометные батареи подавлены, а управление войсками нарушено. Казалось, после столь мощной артиллерийской обработки переднего края и ударов авиации в траншеях не останется ничего живого. Однако, вопреки ожиданиям, противник быстро пришел в себя. Из тыловых районов срочно подтягивались тактические и оперативные резервы.
Советские воины, несмотря на ожесточенное сопротивление врага, действовали умело, шаг за шагом продвигаясь вперед. Соединения 6-й гвардейской и 43-й армий 1-го Прибалтийского фронта в первый день операции опрокинули немцев севернее Витебска и продвинулись на 12–16 км. В ночь на 24 июня они вышли к Западной Двине, с ходу форсировали реку и захватили несколько плацдармов на ее левом берегу.
Германское командование не ожидало наступления войск 1-го Прибалтийского фронта. Об этом пишет бывший генерал вермахта Типпельскирх: «Особенно неприятным было наступление северо-западнее Витебска, так как оно, в отличие от ударов на остальном фронте, явилось полной неожиданностью, поразив особенно слабо защищенный участок фронта на решающем в оперативном отношении направлении».