人的补充；乌克兰第2方面军则获得了26万新兵。这些兵员几乎没有经过正规训练，他们将在实战中获得锻炼，或者为国捐躯。
1944年2月18日，在结束切尔卡瑟口袋战役后，苏军统帅部下达作战指令，首先明确了乌克兰第1和第2方面军下一阶段的作战任务：朱可夫的乌克兰第1方面军集结主力于方面军右翼，从杜布诺、舍佩托夫卡、柳巴尔地区南下，进入德军后方纵深地区的乔尔特科夫；科涅夫的乌克兰第2方面军从东面向乌曼地区挺进，尔后渡过德涅斯特河。为了加强两个方面军的配合，斯大林亲自负责两个方面军的协调。
库罗奇金的白俄罗斯第2方面军则指向斯大林关注的科韦利，保护乌克兰第1方面军南下后的后方安全，待苏军取得新的进展后，白俄罗斯第2方面军将向西挺进，目标是波兰和苏联的边境地区－西布格河和极具象征意义的布列斯特要塞。
2月28日，在结束尼科波尔战役后，苏军统帅部再次下达作战指令，命令马利诺夫斯基的乌克兰第3方面军击破德军第6集团军当前防线，解放尼古拉耶夫。乌克兰第4方面军不再参加接下来在第聂伯河右岸的作战，斯大林给托尔布欣的新任务是解放克里米亚半岛。
和曼施坦因一样，苏军在北翼也集结了重兵，朱可夫的乌克兰第1方面军包括3个坦克集团军（近卫第3坦克集团军、第1和第4坦克集团军）、5个步兵集团军（近卫第1集团军，第13、第18、第38和第60集团军），航空兵是第2集团军，总兵力70万余人。在他的当面是德军第1和第4坦克集团军，总兵力30万人，经过近1个月的休整，德军的坦克数量有很大提升，所属的10个装甲师（另有帝国师缩编的1个团级战斗群）恢复了相当的战斗力。
战前朱可夫制定的方案是：中路集中2个坦克集团军（近卫第3坦克集团军和第4坦克集团军）的542辆坦克，和近卫第1集团军、第60集团军实施主攻，目标直指统帅部要求攻克的乔尔特科夫。当面的德军实力也不俗，是德军装甲部队集中的地域，德军在苏军进攻路线上部署有第3、第48装甲军和第13、第59步兵军。除了主攻方向以外，乌克兰第1方面军左翼第38和18集团军，右翼第13集团军担任辅助突击任务，第1坦克集团军作为方面军第二梯队。
1944年3月4日，乌克兰第1方面军转入进攻。首先投入战斗的是近卫第1集团军和第60集团军；配合作战的还有2个摩托化旅和1个坦克旅。德军的前沿防御非常糟糕，苏军很快就撕破了德军的防线。近卫第61坦克旅一下子就突入德军防线15公里，将德军的两个步兵军分割成两段。与此同时，两翼的苏军也取得了进展。
至当天日终，苏军在100公里宽的正面推进了10~15公里。次日，近卫第3坦克集团军和第4坦克集团军投入战场，突破口被扩大至180公里宽，纵深推进至50公里。在苏军进攻的第一天，曼施坦因就在第59步兵军的防区，他目睹了德军的惨败，内心五味杂陈。
3月6日，苏军的进攻开始变得缓慢，一方面是因为坦克的油料所剩无几，另一方面是因为德军的装甲部队开始反击。即便如此，苏军在7日～10这几天还是取得了进展，先头部队推进至捷尔诺波尔和普罗斯库罗夫，将利沃夫和敖德萨之间的铁路线切断。这条铁路线是德军南北机动的重要通道。
在此期间，德军的第3、第48装甲军已经陆续投入战场。其中第3装甲军向普罗斯库罗夫西北方向反击，以解救有可能被包围的第59步兵军。他们很快与近卫第3坦克集团军遭遇，两个势均力敌的对手展开了5天的坦克交战。第48装甲军也推进到捷尔诺波尔，遭遇苏军第1坦克集团军。在相距不远的两地，双方陷入拉锯战，有些地域数度易手。
德军的2个装甲军和苏军的2个坦克集团军捉对厮杀，双方都损失惨重，尤其是苏军第4坦克集团军在不久后不得不撤到后方休整。3月12日，苏军主动停止了进攻。
在战线的中段，曼施坦因交给沃尔勒的第8集团军一段绵长的防线，而且第8集团军还以步兵师为主。他应该是考虑到这片地区河流纵横，大的河流就有南布格河和德涅斯特河，由于春季来临，河水暴涨，也的确不利于坦克机动。
科涅夫的乌克兰第2方面军兵力在不久前急剧膨胀，在切尔卡瑟口袋战役期间，统帅部把第2、第6坦克集团军和第27、第40集团军划归给乌克兰第2方面军临时指挥。上述4个集团军不久正式归属了科涅夫，这让科涅夫的方面军麾下有7个步兵集团军、3个坦克集团军以及1个空军集团军，总兵力69.1万人。好事成双，凭借在切尔卡瑟口袋战役中建立的功绩，科涅夫成为苏德战争爆发后，第四位晋升元帅的苏军将领（前三位是斯大林、朱可夫、华西列夫斯基）。统帅部给科涅夫的坦克和自行火炮也不少，共计670辆，作战飞机不算多，只有551架。
科涅夫的进攻没有什么重点，他将所属的集团军一字排开，