Теми же январскими неделями 3-й и 4-й Украинские фронты предпринимали неоднократные попытки разбить никопольско-криворожскую вражескую группировку, но успеха не имели. К концу февраля им удалось освободить от захватчиков эти важнейшие районы марганцевых и железорудных разработок. Теперь можно было повести наступление с целью полного освобождения Правобережной Украины и Крыма.
План советского командования состоял в том, чтобы продолжать наступление Украинских фронтов без всякой передышки одновременными мощными ударами на широком фронте от Полесья до устья Днепра, в результате расчленить немецко-фашистские войска и, уничтожив их по частям, завершить освобождение Правобережной Украины.
1-й Украинский фронт должен был нанести главный удар через Чертков на Черновцы, т. е. из Подолии на Буковину; 2-й — через Умань и Рудницу на Бельцы и Яссы; 3-й — через Николаев на Одессу. В результате немецкая группа армий «Юг» отрезалась от группы армий «Центр» и отбрасывалась в Румынию. Ставка и командование фронтов создали на направлениях главных ударов мощные группировки. В состав 1-го Украинского фронта из резерва Ставки передавалась 4-я танковая армия. Значительно усиливался (в основном за счет войск 4-го Украинского фронта) и 3-й Украинский. Тогда же было решено создать на стыке Белорусского и 1-го Украинского новый, 2-й Белорусский фронт, используя для этого управление бывшего Северо-Западного фронта, находившееся в резерве Ставки. После расформирования Волховского и Северо-Западного фронтов управление первого перебазировали на север, усилив Карельский фронт и готовя освобождение Южной Карелии. Созданному на основе управления Се-веро-Западного фронта 2-му Белорусскому поставили задачу нанести удар по Ковелю.
К весне перед тремя Украинскими фронтами, обращенными на запад, оборонялись группа армий «Юг» (1-я и 4-я танковые и 8-я румынская армии) и группа армий «А» (6-я немецкая и 3-я румынская армии), в которых насчитывалось 83 дивизии, в том числе 18 танковых, 4 моторизованные, 1 артиллерийская (в качестве пехотной), 2 охранные и моторизованная бригада. Немецко-фашистские войска понесли серьезный урон, но получили значительное пополнение.
4 марта 1-й Украинский фронт, которым командовал, оставаясь заместителем Верховного Главнокомандующего, Маршал Советского Союза Г.К. Жуков, начал наступление.
5 марта начал наступление 2-й Украинский фронт. 3-й Украинский фронт перешел в наступление 6 марта.
Нанося противнику внезапные и сокрушительные удары на разных направлениях, не давая ему возможности закрепиться на промежуточных рубежах, советские войска продвигались вперед. С ходу были форсированы Южный Буг и Днестр. Распутица сильно затрудняла продвижение. Приходилось создавать специальные команды, чтобы вытаскивать застрявшую в грязи технику.
За время наступления войска 2-го Украинского фронта продвинулись на 200—400 км, освободили многие города, отбросили разгромленного противника в предгорья Карпат и, наконец, перенесли боевые действия на территорию Румынии.
Войска 1-го Украинского фронта за полтора месяца напряженных наступательных боев нанесли тяжелое поражение группе армий «Юг». Войска фронта продвинулись на 80—350 км, освободили областные центры Винницу, Каменец-Подольский, Тернополь, Черновцы и свыше 700 крупных населенных пунктов. 3-й Украинский фронт, взломав вражескую оборону, во второй половине марта вышел к Южному Бугу, форсировал его и без паузы повел наступление на Николаев и Одессу. 28 марта был взят Николаев. Утром 10 апреля штурмом была взята Одесса. К середине апреля войска фронта вышли к Днестру, форсировали его и захватили плацдармы на правом берегу. Южный фланг вражеской группировки, действовавший на Правобережной Украине, был разгромлен. Красная Армия полностью освободила Николаевскую и Одесскую области и значительную часть Молдавии. Окончательное освобождение Молдавии было завершено летом 1944 г. в ходе Ясско-Кишиневской операции.
В процессе боев за Правобережную Украину 1-я и 4-я танковые армии врага понесли огромные потери: не менее 200 тыс. солдат и офицеров убитыми и ранеными, свыше 2000 танков и штурмовых орудий, более 4500 артиллерийских стволов, свыше 53 тыс. автомашин и тягачей, до 1000 бронемашин и бронетранспортеров. Войска И.С. Конева, разгромив основные силы 8-й немецкой армии и уничтожив при этом свыше 60 тыс. солдат и офицеров и около 20 тыс. взяв в плен, а также захватив большое количество боевой техники, имущества, еще в конце марта вышли на государственную границу по Пруту, а затем, форсировав его, вступили на территорию Румынии и овладели городами Ботошани, Рэдэуци, Паш-кани и многими другими населенными пунктами.
Войска 3-го Украинского фронта нанесли тяжелое поражение 6-й немецкой и 3-й румынской армиям. Только в междуречье Днепра и Южного Буга были разгромлены 9 пехотных и танковая дивизия врага. Понесли серьезные потери и утратили боеспособность еще 20 пехотных, танковых и моторизованных дивизий врага. Противник потерял здесь 51 тыс. солдат и офицеров убитыми и пленными.