在1943年7月的庫爾斯克會戰，讓德軍感到絕望的不僅是慘痛的失敗，還因為德國在動用了全部戰略預備隊的情況下，仍然在兵力兵器實力上落後於蘇聯。
會戰結束後，德軍統帥部為阻止蘇軍西進，迅速在納爾瓦河、維帖布斯克、奧爾沙、索日河、第聶伯河中游、莫洛奇納亞河，直至克里米亞半島東岸一線，急速構築了一道「東方壁壘」戰略防禦地區，並以第聶伯河一線為該防線的主要部分。德軍企圖在這一戰略地區阻擋蘇軍進攻，爾後轉入反攻。
第聶伯河會戰
第聶伯河地區掩護著烏克蘭的首都基輔和頓涅茨克一克里沃羅格兩個戰略方向，控制著盛產農產品的烏克蘭地區和儲存有豐富煤炭資源的頓巴斯地區，同時又能隨時對距離較近的蘇聯首都莫斯科構成威脅。
1943年秋季，德軍整個防禦還沒有做好準備，有些地段尚未構築工事，防禦縱深沒有強大的預備隊，後方也不鞏固，防禦部隊的士氣因一連串的失敗而日趨低落。
蘇軍統帥部則認為不能給德軍喘息的機會，應迅速突破德軍當前的防線。
此時，德軍在這一地區集中了中央集團軍群的第2集團軍、南方集團軍群的第4裝甲集團軍、第8集團軍、第1裝甲集團軍、第6集團軍和第17集團軍，共62個師，其中包括14個裝甲師和摩托化師，共124萬人、1.26萬門火炮、2100輛坦克和自行火炮、2100架飛機。
參加此次會戰的蘇軍是5個協同作戰的方面軍，從北至南為中央方面軍（司令員羅科索夫斯基）、沃羅涅日方面軍（司令員瓦杜丁）、草原方面軍（司令員科涅夫）、西南方面軍（司令員馬利諾夫斯基）和南方面軍（司令員托爾布欣）；此外，蘇軍亞速海區艦隊、遠程航空兵和游擊兵團也參加了這次會戰。蘇軍投入的兵力兵器計有263.3萬人，2850架飛機、2400輛坦克和自行火炮、5.12萬門火炮和迫擊炮，較之德軍佔有明顯優勢。
1943年8月26日，蘇軍中央方面軍3個集團軍開始在北線向德軍發起進攻。在主攻方向的蘇軍攻勢遇阻，在輔助方向的第60集團軍則進展順利，當天就突入德軍防線45公里，在德軍中央集群和南方集群的接合部打開一個缺口。羅科索夫斯基隨即決定在缺口處投入方面軍主力，至8月31日，中央方面軍將缺口擴大至100公里寬，縱深至60公里，迫使德軍防線被迫後移。9月22日，第13集團軍渡過第聶伯河，在西岸建立登陸場。9月底，中央方面軍的部隊在第聶伯河完全站穩了腳跟。
8月27日，沃羅涅日方面軍在基輔方向發起進攻。其所屬右翼部隊因發現德軍後撤，於2天前已經提前發起進攻。9月21日，近衛第3坦克集團軍渡過第聶伯河。
草原方面軍方面，德軍的防線部署了15個師，並連續向蘇軍發起局部反擊，該方面軍在擊退德軍多次進攻後，於9月初轉入反攻。9月底，草原方面軍抵近過第聶伯河，並肅清在河東岸的全部德軍。
南方方面軍正面是德軍第1裝甲集群和重建的第6集團軍20多個師，8月中旬，第5突擊集團和近衛第2集團軍發起突擊，並抵近亞速海沿岸。隨後，在頓涅茨克方向突破德軍防線，對德軍形成合圍之勢。8月31日，德軍主力開始後撤，蘇軍在擊破後衛部隊的頑強抵抗後，於9月8日解放頓巴斯州首府斯大林諾，德軍被迫再次後撤。至9月25日，南方方面軍部隊渡過第聶伯河。至此，德軍「東方堡壘」防線被全線突破。
1943年10月20日，蘇軍統帥部調整戰鬥序列，將中央方面軍改為白俄羅斯方面軍；沃羅涅日方面軍、草原方面軍、西南方面軍和南方方面軍依次改為烏克蘭第1、第2、第3、第4方面軍。
德軍撤退後，在第聶伯河以西重新構築工事，並將基輔方向，作為主要防禦方向布置近80個師，企圖擊退蘇軍在河西岸的登陸場，並重新在東岸固守。
11月10日，白俄羅斯方面軍發起攻擊，因德軍防禦相對薄弱，羅科索夫斯基的部隊進展順利，至11月底，蘇軍推進至第聶伯河以西130公里處，解放白俄羅斯東部大片領土。
在德軍防禦重點的基輔方向，瓦杜丁的烏克蘭第1方面軍集中3倍優勢兵力、4.5倍 的火炮優勢和9倍的坦克優勢，於11月3日從第聶伯河西岸登陸場發起突襲。近衛第3坦克集團軍從第38集團軍打開的突破口投入戰鬥，迅速切斷基輔至日托米爾的公路，並繼續向基輔方向推進。11月6日，基輔解放。
此時，德軍決心以第4裝甲集團軍（包含7個裝甲師、2個摩托化師）15個師反擊。但德軍的企圖被瓦杜丁察覺，遂命令部隊暫停進攻，於11月13日起就地構築縱深梯次防禦陣地。12月6日起，德軍的兩次大規模反擊均被蘇軍擊退。
此外，烏克蘭第2、第3、第4方面軍也投入第二階段作戰，其中烏克蘭第4方面軍於11月5日推進至第聶伯河下游地區，在陸地上封鎖了克里米亞半島德軍第17集團軍，為後續解放克里米亞奠定了基礎。
在歷時4個月的第聶伯河會戰期間，德軍在蘇德戰場上的南方集群和中央集群遭受重創，尤其致南方集群喪失了基本兵力。
1943年，是蘇德戰場上發生根本轉折的一年。在這一年中，蘇軍在列寧格勒、斯大林格勒、北高加索、斯摩棱斯克、庫爾斯克和第聶伯河左岸烏克蘭地區進行了一系列決定性的進攻戰役，擊潰了德軍的重兵集團，殲滅德軍大量有生力量，奪取並鞏固了戰略主動權，戰場形勢發生了有利於己的根本變化。
蘇軍穩步推進，在中部戰線推進了500公里，在南部戰線推進了1300 公里，解放了將近100萬平方公里的領土，約佔德軍佔領的蘇聯國土的2/3。斯大林在總結1943年的形勢時指出：「德軍法西斯在蘇德戰場的戰鬥中，損失了400多萬官兵，其中被打死的至少有180萬人。此外，德國在這一年中，損失了1.4萬多架飛機，2500 多輛坦克和不下於4萬門火炮。」
1943年，也是蘇聯國防力量發生轉折的一年。蘇聯的工業體系已完全轉軌至戰時體制，並形成了雄厚的生產能力。這一年蘇聯軍事工業生產了3.49萬架作戰飛機、2.41萬輛坦克和自行火炮、13.03萬門各種火炮、6.94萬門迫擊炮、14艘主要作戰艦艇。
到1943年底，蘇軍人數已達856.2萬人，其中陸軍733.7萬人、空軍53.6萬人、海軍39.1萬人、國土防空軍29.8萬人；作戰人員為635.4萬人、統帥部預備隊兵力約為48.8萬人。蘇聯在軍隊人數和武器裝備上均已超過了德軍。
1944年初的國際形勢，對蘇軍進攻也十分有利。盟軍已經肅清了北非的德、意軍隊，控制了地中海和大西洋的局勢，又在義大利南部登陸成功，並正在集結力量準備在西歐登陸，開闢第二戰場。中國的抗日戰爭牽制了大量日寇，八路軍和新四軍在敵後戰場已展開局部反攻。英、美軍在太平洋戰場上也使日軍受到嚴重損失，削弱了日本的軍事、經濟實力。因此，日本已失去了進攻蘇聯的可能性，蘇軍解除了兩線作戰的後顧之憂，可集中力量對德作戰。
1944年初，在蘇德戰場上，蘇軍的戰略戰役態勢十分有利於對德軍重兵集團的側翼實施突擊。在西北方向和西方向，對德軍集團都已形成包圍之勢。在西南方向第聶伯河右岸基輔地域和第聶伯羅彼得羅夫斯克地域，蘇軍已控制了兩個大的戰略登陸場。
在西北方向拉多加湖至涅韋爾一帶，列寧格勒方面軍、沃爾霍夫方面軍和波羅的海沿岸第2方面軍當面之敵，是得到第1航空隊和芬蘭航空兵支援的德軍北方集團軍群和芬蘭卡累利阿地峽戰役集群。在卡累利阿地峽以及從芬蘭灣到霍爾姆一帶，雙方都構築了堅固的築壘地區。列寧格勒方面軍和沃爾霍夫方面軍所部在長期進行防禦後，正準備發動攻勢。波羅的海沿岸第2方面軍左翼部隊在涅韋爾西北進攻，對德北方集團軍群的南翼形成了深遠的包圍態勢。
在西南方向，蘇德雙方都使用了龐大的兵力。在普里皮亞季河至刻赤半島一線，蘇軍烏克蘭第1、第2、第3、第4方面軍，以及獨立濱海集團軍正在實施進攻。當時，蘇軍42%以上的步兵師、82%的坦克軍和摩托化軍、45%的航空兵師，都在該方向上作戰。最高統帥部預備隊的第47、第69集團軍和第2、第4坦克集團軍也部署在該方向。德軍南方集團軍群和A集團軍群在此方向上實施防禦，其兵力約佔蘇德戰場德軍步兵師總數的50%，坦克師和摩托化師的70%以上，並有實力雄厚的第4航空隊和羅馬尼亞航空兵擔任支援。
德國在1943年受挫後，已無力在東線實施大規模的進攻戰役，必須轉入防禦，以贏得時間來彌補部隊的傷亡。希特勒始終認為，蘇聯軍事力量正在衰落，蘇軍在1941年的1600萬士兵中有800萬已在戰爭中傷亡。德蘇軍隊的傷亡比為1：7。據此推算，蘇聯勞動力儲備現在已經減少到210萬人。因此，希特勒決定把戰爭繼續打下去，並要求德軍原地堅守，堅持到東西方之間產生裂痕，西方轉而向他求救。因此，德軍統率部將其315個師另10個旅的作戰兵力中的198個師及6個旅和僕從國軍隊的38個師又18個旅部署在蘇德戰場。
在判斷蘇軍下一步進攻方向上，德軍統帥部認為：蘇軍主要兵力將集中到南部，向巴爾幹和波蘭南部進攻。因此，蘇軍將從基輔地域向南方集團軍群北翼實施主要突擊，以便進抵德涅斯特河和羅馬尼亞邊境，同時將繼續從第聶伯羅彼得羅夫斯克地域以及第聶伯河下游和克里米亞半島進攻。
1944年在烏克蘭的反攻
在第聶伯河會戰剛剛結束不久，蘇軍在烏克蘭方向的4個方面軍即再次發起進攻。1943年12月25日，烏克蘭第1方面軍突破德軍防線，至12月30日，推進100公里，將德軍第4裝甲集團軍分割成3段，為避免合圍，德軍倉促後撤。1月10日，蘇軍在西北方向將德軍卡涅夫集團包圍。德軍從各處抽調16個師發起反擊，企圖消除卡內夫突出部的威脅，未能得逞。
1944年1月5日，蘇軍統帥部命令烏克蘭第2方面軍向什波拉方向實施突擊，會同烏克蘭方面軍殲滅卡涅夫突出部的德軍。1月24日，兩個方面軍集中7個集團軍對卡涅夫實施向心突擊，終於在1月27日，達成對該突出部10個師德軍的包圍。
2月11日，德軍南方集群在合圍對外正面發起進攻，以第1裝甲集團軍和第8集團軍的兵力向累相卡地區實施突擊，被圍集團軍則向累相卡方向突圍。當夜，德軍第1裝甲集團軍即突入累相卡地區，被圍德軍突圍至慎迭羅夫卡地區，兩支德軍部隊之間的距離拉近到10～20公里。蘇軍第21坦克集團軍和第5坦克集團軍主力以及幾個步兵師和反坦克炮兵部隊迅速進入該突破地帶，阻止住德軍增援部隊，將被圍德軍仍封閉在合圍圈內。德軍損失慘重，遂於2月12日白天被迫放棄與被圍軍隊會合的企圖。
2月16日深夜，完全絕望地被圍德軍集團丟棄除坦克之外的所有重型武器裝備，藉助黑暗和暴風雪的掩護，分成三路縱隊，開始悄悄地向累相卡方向突圍。蘇軍迅速調集坦克和炮兵，並使用夜航轟炸航空兵對德軍進行突擊。德軍在蘇軍猛烈的火力打擊下四處潰散，突圍失敗。
德軍在冬季屢遭失敗之後，放棄了企圖恢復沿第聶伯河一線防禦的計劃，只求鞏固當前所佔領的地區。德國統帥部估計，蘇軍可能因損失慘重、春季道路泥濘等不利條件而在近期內不會繼續實施積極的進攻行動。據此，德軍企圖利用戰役間歇來恢復力量，建立牢固的防線，並向烏克蘭方向增派9個師的兵力。儘管德軍採取了一系列措施來恢復戰鬥力，但仍未補足冬季作戰中的重大損失。
1944年3月，蘇軍發動的春季攻勢完全出乎德軍的意料，防線防禦工事還沒有構築完成。烏克蘭第1、第2方面軍均攻擊順利。在烏克蘭第3方面軍進攻方向，突擊集團的快速推進，將德軍第6集團軍分割為兩段，並切斷德軍退路，但因兵力不足，致使德軍大部分成功撤退。4月10日蘇軍解放敖德薩，至5月初，蘇軍抵近喀爾巴阡山蘇聯邊境線附近，統帥部命令蘇軍就地轉入防禦。
蘇軍在西南方向的烏克蘭節節勝利時，克里米亞半島仍然在德軍手中，德國統帥部命令第17集團軍12個師20萬人死守克里米亞，在德軍佔領克里米亞2年的時間裡，建立了完備的防禦工事體系。1944年4月，烏克蘭第4方面軍近50萬人，在5982門火炮、1250架飛機的支援下，向克里米亞半島發動進攻。4月11日，蘇軍收復刻赤。4月15日蘇軍進至塞瓦斯托波爾。5月12日，蘇軍突破德軍最後一道防線，解放克里米亞半島全境。
此役，德軍第17集團軍被徹底擊潰，僅在陸上就損失10萬人，其中被俘61587人，德軍技術兵器幾乎全部被蘇聯紅軍繳獲。此外，黑海艦隊航空兵和艦艇擊沉了大量載有德軍和軍用物資的船隻。據第17集團軍司令部的不完全統計，至少4.2萬名官兵在海中溺斃。
從1944年初至5月中旬，蘇軍在1300多公里的正面，推進450公里，殲滅德軍10個師又1個旅，重創德軍86個師，另有8個師因損失巨大而解散。解放烏克蘭地區大部分，包括克里米亞半島全境，各方面軍進至喀爾巴阡山一線，並深入至羅馬尼亞境內。
列寧格勒反攻
在蘇聯的西北方向，德軍對列寧格勒的圍困始終沒有解除。1944年初，蘇軍統帥部命令列寧格勒方面軍、沃爾霍夫方面軍、波羅的海沿岸第2方面軍和波羅的海艦隊，對德軍發起進攻，以解除德軍對列寧格勒的封鎖。
德軍統帥部對北方集團軍群的任務是：鞏固現有地區，繼續封鎖列寧格勒，確保波羅的海沿岸港口，穩定德軍東線左翼的安全。在圍困列寧格勒的兩年多時間裡，德軍在列寧格勒和諾夫哥羅德一帶構築「北方堡壘」防線，防禦縱深達230至260公里。
在兵力兵器上，蘇軍3個方面軍有125.2萬人、2萬多門火炮、1580輛坦克和自行火炮、作戰飛機1386架；德軍北方集群兵力為74.1萬人、火炮1萬餘門、坦克和自行火炮385輛、作戰飛機370架，蘇軍具有明顯的優勢。
1月14日，列寧格勒方面軍以2個集團軍向德軍實施向心攻擊，於16日突破德軍防禦地；與此同時，沃爾霍夫方面軍和波羅的海沿岸第2方面軍也轉入進攻，以突破分割的戰術，將德軍分割包圍殲滅，逐漸蠶食德軍的「北方堡壘」防線。1月24日，蘇軍解放普希金。1月29日，攻佔丘多沃，打通列寧格勒至莫斯科的鐵路線，解除了對列寧格勒的封鎖。
此後，蘇軍逼近盧加河一線，威脅德軍在盧加地區的退路。2月初，蘇軍集中2個方面軍主力於盧加方向，並於2月8日從西南和北面包圍盧加德軍地區集團。2月12日，蘇軍列寧格勒方面軍第67集團軍、沃爾霍夫方面軍第59集團軍合力攻佔盧加市，爾後完全摧毀德軍的盧加防線，德軍殘部撤退。至此，蘇軍不僅解除了列寧格勒的封鎖，將德軍從列寧格勒擊退至220至280公里處，還幾乎解放了列寧格勒州全境。
1944年6月9日，列寧格勒方面軍所屬部隊開始在卡累利阿地峽向維堡方向發起進攻。在猛烈的長時間的炮火準備和航空火力準備之後，6月10日晨，第21集團軍轉入進攻，順利突破了芬軍防禦陣地。考慮到芬軍主要兵力集中於維堡公路地帶，方面軍遂將主要突擊方向轉到左翼瀕海公路方向。6月14日，蘇軍對敵第二防禦地帶發起衝擊，經過激烈戰鬥，於6月17日前突破了該地帶，並迅速向縱深和翼側發展進攻。
芬軍急忙從南卡累利阿調來2個師又1個旅，以加強維堡地域和武奧克薩河地區的防禦力量，仍然無法阻止蘇軍的進攻。6月19日，列寧格勒方面軍所屬部隊突破了第三防禦地帶和維堡外圍防禦地帶；6月20日，第21集團軍攻佔了維堡城。與此同時，卡累利阿方面軍於6月21日發起進攻，6月28日，第32集團軍部分兵力與第7集團軍一部協同，解放卡累利阿首府彼得羅扎沃茨克城。此後，蘇軍繼續向芬蘭境內推進，迫使芬蘭於1944年9月退出戰爭。
在中央戰線，蘇軍在1944年初的攻勢，目的主要是牽制德軍中央集團軍群，使其不能抽調兵力支援西北和南方戰線，保證蘇軍在烏克蘭和列寧格勒方向的反攻。當上述兩個方向的作戰順利實施後，中央戰線上的作戰重點改為：解放白俄羅斯全境。
蘇軍在1943年以後一系列的反攻中，沒有對德軍中央集團軍群重點打擊，該集群仍然保持著比較強大的作戰實力。當時，德軍中央集群有第3裝甲集群和第2、第4、第9集團軍，總計63個師、135萬人。坦克和自行火炮630輛、火炮1.2萬門、作戰飛機700餘架。
1944年5月底，盟軍即將在法國諾曼底登陸，開闢歐洲第二戰場。為了策應盟軍的攻勢，蘇軍統帥部決定發起巴格拉季昂戰役，粉碎德軍中央集團軍群、解放白俄羅斯，並且為解放烏克蘭西部、收復波羅的海地區、波蘭、東普魯士創造條件。
為此蘇軍在西部集結白俄羅斯第1、第2、第3方面軍、波羅的海沿岸第1方面軍、波蘭第1集團軍等部隊，總計19個合成集團軍、2個坦克集團軍，140萬人；同時還包括法國諾曼底航空兵團在內的5000多架作戰飛機投入作戰。
1944年6月22日，蘇軍開始發起進攻，波羅的海沿岸第1方面軍強渡西德維納河向前推進，迫使德軍後撤。至6月25日，突擊部隊與南線白俄羅斯第3方面軍會合，將德軍第3裝甲集團軍的5師合圍於維捷布斯克，6月27日蘇軍將被圍德軍肅清。
白俄羅斯第3方面軍主力會同白俄羅斯第2方面軍，首先打擊德軍奧爾沙集團。6月24日，蘇軍第5集團軍在騎兵機械化集群的配合下，切斷奧爾沙至列佩利之間的鐵路，27日解放奧爾沙市。白俄羅斯第2方面軍在奧爾沙以南實施突擊，6月28日，蘇軍渡過第聶伯河向明斯克推進，並配合白俄羅斯方面軍將奧爾沙地區德軍合圍。
6月24日，南線白俄羅斯第1方面軍在2個小時的炮火準備後開始實施突襲，蘇軍坦克集群快速地突破，將德軍在博布魯伊斯克的4萬德軍合圍，在後續部隊跟進後，坦克集群不等肅清被圍德軍，繼續向明斯克發展進攻。6月29日，蘇軍解放博布魯伊斯克，將被圍德軍全殲。
在明斯克，剛剛接替布施元帥接管德軍中央集群的莫德爾正抓緊指揮部隊西撤。此時德軍第4集團軍距離明斯克130公里，而且在防禦正面正遭遇白俄羅斯第2方面軍的攻擊無法脫身，蘇軍白俄羅斯第3、第1方面軍的坦克集群距離明斯克僅100公里。7月3日，白俄羅斯第3方面軍第2坦克軍率先突入白俄羅斯首都明斯克，白俄羅斯第1方面軍第1坦克軍也於2日進至明斯克東南郊，兩個軍在明斯克以南會合，完成對德軍第4集團軍和第9集團軍一部的合圍。
與此同時，蘇軍波羅的海沿岸第1方面軍向德軍第3裝甲集群發起進攻，德軍6個師扼守波洛茨克。蘇軍從東北和南面對德軍實施向心突擊，於6月29日將德軍包圍，7月4日，蘇軍解放波洛茨克。
至此，蘇軍解放大片白俄羅斯領土，德軍中央集團軍群遭遇慘敗，主力部隊被蘇軍合圍。
1944年7月3日，蘇軍的夏季攻勢以解放明斯克而結束。7月4日，蘇軍統帥部發出越過國境線、發展進攻的命令。隨即，波羅的海沿岸第1方面軍抵近東普魯士，切斷德軍北方集群的退路；白俄羅斯第3方面軍第39集團軍在南面推進，保障波羅的海沿岸第1方面軍的側翼。7月30日，蘇軍進入拉脫維亞和立陶宛。與此同時，白俄羅斯第3方面軍主力推進至維爾紐斯，將德軍第3裝甲集群和第4集團軍各一部合圍，7月中旬，蘇軍攻佔立陶宛首都維爾紐斯，殲滅被圍德軍。
7月17日，白俄羅斯第1方面軍在南線發起進攻，7月20日，蘇軍進入波蘭境內。7月24日，蘇軍收復波蘭東部城市盧布林。7月28日，蘇軍渡過布格河，迂迴布列斯特要塞。7月31日，蘇軍第2坦克集團軍突進至維斯瓦河右岸逼近華沙，隨即遭到德軍7個師（含5個裝甲師）的反擊，被迫轉入防禦。8月2日，蘇軍第8、第69集團軍在華沙以南渡過維斯瓦河，逼近華沙。
至此，蘇軍在一系列的進攻戰役中，不僅重創德軍中央集群，而且解放了白俄羅斯全境，收復立陶宛、拉脫維亞大部領土，並進入波蘭境內逼近華沙，同時蘇軍進抵東普魯士德國邊境。
