1944年5月31日大本营下达了关于巴格拉季昂行动的基本指示。与此前几次攻势不同的是，该计划把各方面军限制在可实现的目标上，最初的目标是明斯克以西，据出发地域不超过150公里。而在实际进攻中，巴格拉季昂的巨大成功使苏军指挥官放松了警惕，他们不得不在战斗中修改计划以将更深远的目标包括进来。
这个计划包含了大量后勤物资的集中以及部队沿前线大规模的横向秘密调动。这些部队包括：近卫第6和近卫第11集团军被调到波罗的海第一方面军的地段，近卫第5坦克集团军和近卫第8集团军从摩尔达维亚调到白俄罗斯南部，近卫第2坦克集团军从罗马尼亚边境调到科夫尔地区。在1944年5月和6月间，后勤部长赫鲁廖夫(Khrulov)不断的接到来自斯大林，朱可夫，华西列夫斯基的命令要他加快铁路运输。所有这些都必须在严格保密的情况下进行，以保证对德军的战略欺骗——主攻方向仍在南翼——可以成功。苏军无法在原定时间内完成调度，最后几乎是巧合，巴格拉季昂的进攻事件被推迟到6月22日，中央集团军群侵入苏联的三周年纪念日。
到1944年6月20日为止，参加巴格拉季昂战役中的四个方面军，除开白俄罗斯第一方面军的左翼，共有14个合成集团军，1个坦克集团军，4个空军集团军，118个步兵师和两个步兵旅(编成40个步兵军)，7个筑垒地域，2个骑兵军(辖6个骑兵师)和大量支援火炮部队，总数达到1,254，300人，4070辆坦克和自行火炮，24,363门火炮，5,327架飞机，另有1007架飞机将执行远距作战任务。白俄罗斯第一方面军的左翼有416,000人，1,748辆坦克和自行火炮，8,335门火炮和迫击炮，1,456架飞机，包括5个合成集团军，1个坦克集团军，1个空军集团军，36个步兵师(编成11个步兵军)，2个骑兵军，4个坦克和机械化军。
在白俄罗斯方向正紧锣密鼓为主攻作准备的时候，戈沃罗夫的列宁格勒方面军和梅利茨科夫的卡累利亚方面军开始进攻芬兰人，拉开了1944年夏季攻势的大幕。从1941年冬开始列宁格勒附近的展现就已稳定下来，德军在城下受阻，芬军在夺回1940年失去的领土后也消极怠工。尽管斯大林很高兴看到芬兰的避战，但他仍在卡累利亚方向留下大量部队以防芬兰改变主意。1944年中斯大林决定结束与芬兰的战争，重夺失去的领土，然后就可以将北方宝贵的兵力解放出来投入其他方向了。
夏季攻势的第一步是卡累利亚行动，旨在迫使芬兰退出战争，并将德军的注意力从南方引开，芬兰的退出也会使德国在政治上陷入窘境。大本营命令列宁格勒方面军和卡累利亚方面军占领卡累洛-芬兰地峡和列宁格勒北面和西北面广大的卡累利亚地区。在波罗的海舰队的支援下，戈沃罗夫的方面军受命在1944年6月10日开始进攻，并要在10天被占领维堡(Vyborg)，而梅列茨科夫将在1944年6月21日开始向拉多加湖以北进攻。
苏军指挥官清楚地记得1939年和1940年他们突破曼纳海姆防线时的艰辛。为避免重蹈冬季战争的覆辙，计划制定的很小心，并在进攻开始前苏军就建立起了数量上的优势。戈沃罗夫的攻势如期展开，至6月21日第21集团军的左翼攻克了维堡，此时芬兰就德国派遣援军的肮脏谈判仍在紧张进行。戈沃罗夫从海上将第59集团军运到维堡进行增援。同日，梅列茨科夫的独立第7集团军从斯维里河(Svir)的阵地出发向卡累利亚中部发起进攻。苏军在拉多加湖南北两侧的攻势最终迫使芬兰在1944年9月求和，尽管德国的援军已经赶到，芬兰仍难逃一败。很快，在白俄罗斯的主攻使卡累利亚的胜利看起来像一个插曲。戈沃罗夫和梅列茨科夫被晋升为苏联元帅，以表彰对芬兰的胜利。
芬兰战役将德军的注意力进一步从中央集团军群方向上引开。事实上一个有组织的战略欺骗战役显示出苏军的主攻方向在南北两翼。中央集团军群方向只会有有限的进攻。波罗的海第三方面军在北方，乌克兰第二，第三方面军在罗马尼亚边境上进行了虚假的兵力集结，进入5月后更是动作不断。这些动作非常成功，直至白俄罗斯攻势开始的那天，德军情报部门还认为第2坦克集团军、近卫第5坦克集团军、近卫第5和近卫第8集团军仍部署在北乌克兰集团军群当面。
苏联的欺骗计划正好利用了德国对其南北两翼盟友的担心。莱因哈特·盖伦(Reinhard Gehlen)上校，著名的东线外军处处长在5、6月间不断预测苏军的攻势将从南北两翼展开。与此同时，德国的战略注意力也被英美在意大利的行动以及在法国可能的登陆吸引开去，而德国空军则继续将国土防空置于东线的战术需求之上。
各级德国情报官对苏军部署在前线的步兵和炮兵有着相当准确的了解，但对后方的战役战略部队却知之甚少。德军空中力量的持续下降和苏军欺骗行动中严厉的纪律使空中侦察长期无所作为。而苏军在前线大片地段的无线电静默使监听无法进行。所有这些最后导致了德军情报官没能知道3个合成集团军，1个坦克集团军和几个机械化军已来到中央集团军群当面。此外巴格拉季昂行动的推迟使最出色的情报分析专家也难以预测到准确的进攻时间。
中央集团军群许多军级以下的指挥官和他们的情报人员认为苏军会发动进攻，但是上层却认为他们的担心夸大其词而充耳不闻。在巴格拉季昂开始前一周，第12步兵师的一个营长向正在巡视的第39装甲军军长马丁内克(Martinek)将军描述了这种威胁，将军完全同意他的说法，但却用一句谚语来回答这位营长“上帝总是首先惩罚那些熟视无睹的人”。德军高层直到1944年6月25日才认清巴格拉季昂的威胁，此时攻势已开始整整3天了!由于如此视而不见，中央集团军群在苏军进攻的时候比一个空壳好不了多少。5月底，希特勒断然拒绝中央集团军群的任何部队后撤至第聂伯河和别列其纳河(Berezina River)后面。由于对南方苏军可能的攻势念念不忘，陆军司令部(OKH)将第56装甲军转隶给北乌克兰集团军群，布施元帅原本的不多的反击力量再次被削弱。中央集团军群只剩博布鲁伊斯克以西的第20装甲师作为预备队，即便是这个师也是更多的听命于OKH而不是集团军群。
一个典型的六营制的德国步兵师要防御32公里宽的地段，前线步兵营之间的广大空隙只有一些观察哨和巡逻队。大多数情况下德军指挥官会再由路障、壕沟和地堡组成的第一道防线后几百米处再构建一条防线，而师一级则在前线后4—6公里处构筑一条粗糙的防线，此后就再无任何防御力量。无论哪一级部队的预备队和反击力量都严重缺乏。此外德军那种允许局部后撤以便发动反击的防御传统也被禁止。大量的部队被游击队困在后方执行清剿任务，这些行动尽管沉重打击了游击队却始终无法彻底消灭他们。
由于苏军进攻交错开始的特点，双方对巴格拉季昂的开始时间说法并不相同。1944年6月19日和20日夜间，残存的游击队对中央集团军群后方地区的铁路交汇点、桥梁以及其他重要交通运输目标发起了一波袭击。尽管很多袭击被德军粉碎，但仍有超过一千个交通节点被破坏，使德军无法进行撤退、补给和调动。
6月21日和22日夜间，苏军猛烈轰炸了德军后方地区，同时侦察营开始进入布防稀疏的德军前沿一点点拔除障碍。真正的主攻在23日开始。由于侦察部队的努力，苏军并没有进行长时间的炮火准备。组织良好的进攻部队由坦克自行火炮和步兵组成，得到炮兵和空军的支援。装着犁的工兵坦克作为先导在雷场中为后续部队开辟道路。晚上，探照灯和照明弹令德军睁不开眼，继续引导苏军的推进。
德军团属反坦克连装备的50mm反坦克炮对T-34以及更重型的坦克的前装甲基本无能为力。因此德军步兵用反坦克地雷、炸药包、铁拳以及其他类似的近程武器来打击敌人。绝大多数苏军指挥官都会绕开孤立的德军据点继续向后方突击。
1944年6月24日晚些时候，维帖布斯克地区，阿法纳西·帕夫兰季耶维奇·别洛博罗多夫(A.P.Beloborodov)中将的第43集团军的一个战斗群横扫已彻底崩溃的E集群(Corps Group E)残部并夺取了城西西德维纳河上的渡口。到6月25日日中，他们已和伊万·伊里奇·柳德尼科夫(I.I.Liudnikov)中将的第39集团军的前锋建立联系，切断了驻守在维帖布斯克的德第53集团军的退路。伊万·米哈伊洛维奇·奇斯佳科夫(I.M.Chistiako)中将的近卫第6集团军在瓦西里·瓦西里耶维奇·布特科夫(V.V.Butkov)的第1坦克军的支援下，向西追击逃往波洛茨克(Polotsk)的德第3装甲军余部。
在南翼，罗科索夫斯基在1944年6月24日开始进攻。他的前锋各师从沼泽地中奇迹般的出现扑向惊诧不已的德军。前导工兵部队的努力使他的部队得以在德军没有觉察的情况下沿普季奇河(Ptich)东岸构建了穿越沼泽的木质堤道。当德军防御被步兵压制后，罗科索夫斯基立刻投入了他的坦克部队穿过沼泽边上的道路冲向德军后方。到6月25日日中，米哈伊尔·费多罗维奇·帕诺夫(M.F.Panov)中将的近卫第1坦克军已经突进超过40公里，从南方逼近博布鲁伊斯克，紧随其后的是伊萨·亚历山德罗维奇·普利耶夫(I.A.Pliev)中将的骑兵机械化集群，他们正准备转向西方的斯卢茨克(Slutsk)。德第20装甲师由于无法确定主攻到底是来自东面的罗加乔夫(Rogachev)还是南面的博布鲁伊斯克，在自相矛盾的命令下来回徒劳的行军，白白浪费了两天时间。6月26日，鲍里斯·谢尔盖耶维奇·巴哈罗夫(B.S.Bakharov)中将的第9坦克军摆脱了德军在罗加乔夫以西的纠缠，扑向博布鲁伊斯克以南的别列兹纳河上的渡口，近卫第1坦克军则从河的西岸占领渡口。
苏军装甲部队的闪电攻势在第65、第48和第3集团军大量部队的配合下，将德第35步兵军、41装甲军一部和第20装甲师装进了博布鲁伊斯克及其东南地域的口袋中。试图逃出升天的溃兵在拥挤的铁路节点季托夫卡(Titovka)被苏联空军无情的消灭了，只有最坚韧和最幸运的人才能侥幸逃脱这场屠杀而向西北逃离该城。当然，能够逃脱的一部分原因是苏军指挥官开始催促部队继续向西和西北方向的明斯克前进。
在苏军对奥尔沙(Orsha)和莫吉廖夫的进攻中，刚开始德军的遭遇要比其他地方稍好一点。伊万·吉洪诺维奇·格里申(I.T.Grishin)中将的第49集团军对德第39装甲军和第12步兵军地结合部发动了一次规模不大的进攻。由于缺乏装甲部队，格里申用一支搭载步兵的独立坦克旅作为突击部队的核心。不断传来的坏消息使德第4集团军开始缓缓退向第聂伯河畔的莫吉廖夫。到1944年6月27日格里申的部队从城的南北两侧渡过了第聂伯河。绝望的守军企图撤向同样处在苏军威胁之下的明斯克。但是希特勒命令莫吉廖夫必须战至最后一人。有一部分部队执行了这个命令，更多的人则继续撤退。那些向西逃窜的部队经历了维帖布斯克和博布鲁伊斯克城下一样的苦难，当他们逃出莫吉廖夫的战术包围圈后却最终落入更大的明斯克战略包围圈。
无论德军在何处陷入包围，希特勒毫无例外的下令城市必须要塞化并战斗至最后一人。大多数情况下这些城市里都是连地窖都没有的木头房子，在这样的城市里根本不可能进行有效的防御。战争到了这个阶段，有经验的德军团级以下军官已经学会避免进驻任何有可能被宣布成为要塞的城镇，如果碰巧进入这种无法防守的城市，他们会倾尽全力离开那里。比如在1944年6月27日，第12步兵师、几千支援部队和数百名伤兵被困在莫吉廖夫，该师派出两个营的兵力进行突围，竟奇迹般的逃过别列兹纳河并回到明斯克西南涅曼河(Neman River)沿岸的德军防线。
至6月27日，德军防线上已被撕开两个大口子：一个在北边第3装甲集团军和第4集团军之间;另一个在南边第4集团军和陷入困境的第9集团军之间。罗特米斯特罗夫(Rotmistrov)的近卫第5坦克集团军的两个坦克军、维克多·季莫费耶维奇·奥布霍夫(V.T.Obukhov)中将的独立近卫第3机械化军通过第一个缺口向前突击，坦克纵队沿平行的道路前进以期找到别列兹纳河上可使用的渡口。普利耶夫(Pliev)的骑兵机械化集群则冲进了南边的口子，渡过普季奇河突向斯卢茨克，并于29日日中占领该城。
陆军总司令部(OKH)对面临的威胁反应迟钝，只是通过铁路和公路调来少量的机械化部队。在鲍里索夫(Borisov)下火车的第5装甲师连同一些只有轻武器的后方警备部队试图封闭第3装甲集团军和第4集团军之间的缺口，但是他们所能做的只不过是埋伏在树林或者村庄里近距离伏击苏军的先头部队。这种战术只能迟滞苏军几个小时，一旦苏军指挥官找到其他道路他们就会绕开防守继续前进。然而，罗特米斯特罗夫和其他苏军坦克指挥官将会认识到白俄罗斯的坦克战与在乌克兰草原上的战斗有极大的不同，坦克的损失也会高的多。
1944年7月2日，德军在明斯克及周边地区只有少数几个不满员的团。解放明斯克是苏军先遣部队和坦克军利用突破扩大战果的一个经典战例。大体上来说，整个德军防线上的要点还没来得及布防就被快速突进的苏军先遣部队穿过城市时占领了。在明斯克北侧，近卫第5坦克集团军的第29坦克军绕过城市，在搜索德军反击力量的同时夺取了斯维斯洛奇河(Svisloch)上的一个渡口，与此同时近卫第3坦克军于7月3日攻入城市的西北角，阿列克谢·谢苗诺维奇·布尔杰伊内(A.S.Burdeinyi)少将的近卫第2坦克军所辖的奥列格·亚历山德罗维奇·洛西克(O.A.Losik)上校的近卫第4坦克旅则肃清了东北方向。苏军只用了一个上午就控制了明斯克。7月3日下午，近卫第1坦克军的先头部队从南方赶到完成了对城市的占领。紧随其后的是分别从东南东北两个方向赶来的第3集团军和第31集团军的步兵部队。就这样，在机械化部队攻占明斯克的同时，步兵就已建立起了内层包围圈，而被绕过的德第4集团军仍驻守在明斯克以东。整个过程完成的天衣无缝，毫无停顿。
在南方，绝望的博布鲁伊斯克守军的残部在两个苏军坦克军封闭包围圈后仍不断试图突围。德国资料承认苏军在这里包围了第9集团军的70,000人。正如给北边第5装甲师的命令一样，OKH派出第12装甲师来挽救这里的局势。1944年6月27日接到命令后该师开始在距博布鲁伊斯克50公里的奥西波维奇(Osipovichi)地区下火车。当第9集团军参谋长见到该师部队时，只说了一句极具讽刺意味的话“很高兴见到你们，第9集团军已经不存在了!”。尽管第12装甲师的一个战斗群在1944年6月30日的坚决反击从博布鲁伊斯克救出了10,000名丢弃武器的德军，但是第9集团军被歼这个说法还是基本正确的，剩下的60,000人在苏联空军猛烈轰炸下投降了。在战役开始时德第6航空队在这一地区只有45架战斗机。由于缺乏油料和飞机，在强大的苏联空军面前他们什么忙也帮不上。
更糟糕的还在后头，1944年6月27日，希特勒签发了第8号战役指令(Operations Order No.8)，这又是一个坚守令，要求已被围的部队去重建一条完整的前线。德军指挥官不断要求允许后撤或者行动自由，但毫无例外的被驳回，当希特勒允许撤退时一切都已经太晚了。最后第53步兵军(53rd Army Corps，这个到底是军还是集团军?)在维帖布斯克投降了。一个巨大的包围圈在明斯克以东套住了第4集团军大部。
当白俄罗斯第二方面军的第33、第49和第50集团军为消灭包围圈内的的第4集团军展开苦战时，切尔尼亚霍夫斯基和罗科索夫斯基的方面军一刻不停的继续向东突进。他们攻占了莫罗杰奇诺(Molodechno)和巴拉诺维奇(Baranovichi)。这两个重镇控制着横贯布满沼泽和密林的中白俄罗斯的狭窄走廊。下一步向维尔纽斯和比亚韦斯托克(Bialystok)发展的攻势要求苏军在德军围绕这些据点建立起防线前就占领它们。
1944年7月3日，当近卫第5坦克集团军在明斯克以西重新集结时，奥布霍夫(Obukhov)的骑兵机械化集群(近卫第3机械化军和近卫第3骑兵军)开始对莫罗杰奇诺(Molodechno)的守军德第5装甲师和第39装甲军余部发起进攻，更南一点，普利耶夫(Pliev)的骑兵机械化集群则向巴罗诺维奇(Baranovichi)攻击前进。德军派出了第7装甲师增援北边，第4装甲师增援南边。援军的到来使德军的抵抗愈加激烈。然而7月5日罗特米斯特罗夫的近卫第5坦克集团军终于加入了对维尔纽斯方向的进攻。到1944年7月8日，白俄罗斯第三方面军、近卫第5坦克集团军和近卫第11集团军包围了维尔纽斯的德军，并展开消灭守军和粉碎德军突围企图的战斗，同时继续向涅曼河岸进军。在罗特米斯特罗夫的坦克的支援下，维尔纽斯残酷的巷战一直持续到1944年7月13日。
当天新到达的德第6装甲师的一个战斗群突入苏军防线达30公里并救出一部分维尔纽斯守军，这是德军的又一个英雄事迹。但是与此同时苏军已到达城市西南的涅曼河畔。北方，巴格拉米扬的波罗的海第一方面军在攻占波洛茨克(Polotsk)后加入了友邻波罗的海第二方面军的攻势，两军沿西德维纳河两岸向西北方向一路狂奔。新从乌克兰和克里米亚调来的近卫第2集团军和第5集团军令巴格拉米扬的攻势更加凶猛，严重威胁了原本就被削弱了的中央集团军群北翼的退路。苏军在这个轴线上战斗的焦点是向考纳斯(Kaunus)和里加的突击以及向波罗的海海岸的突击，这个攻势使中央集团军群和北方集团军群之间的联系有被切断的危险。
在维尔纽斯失守的同时，德军也丢掉了利达(Lida)和巴罗诺维奇。这是与南方联系的重要节点。苏第50和第49集团军在压缩了明斯克包围圈后重新加入到方面军的攻势中来，而波罗的海第二方面军和波罗的海第一方面军分别把注意力放在了攻占德军更深远后方的格罗德诺(Grodno)和比亚韦斯托克。一周之内，当白俄罗斯第一方面军左翼在科夫尔投入战斗后，在南部白俄罗斯的突击已经演变成冲向波兰边境、维斯拉河和纳雷夫河(Narow)一线更大规模的战役。
6月22日至7月4日的12天内，中央集团军群就损失了25个师超过300,000人，在接下来的几周内它又损失了100,000人。苏军的脚步在7月底终于慢下来了，装甲矛头疲惫不堪而且战损严重。在持续三周的战斗和行军中损失的坦克使大多数坦克部队不得不停下来休整和等待补充。近卫第5坦克集团军的损失尤其严重，罗特米斯特罗夫很快就被解除职务并被任命为苏联装甲坦克和机械化兵副司令(Chief of Soviet Armored and Mechanized Forces)，表面上看来这次调动是因为他竟使部队遭受如此重大的损失。瓦西里·季莫费耶维奇·沃利斯基(V.T.Volsky)中将接管了罗特米斯特罗夫的集团军。缓慢下来的苏军攻势并没有给德军带了什么好处。在开始一连串灾难性的失利后，北乌克兰集团军群司令莫德尔元帅接过了中央集团军群指挥权，这样他就可以协调残余部队的部署以期在西面某处重建一条新的防线，为此他已经把几个新锐装甲师从乌克兰调到白俄罗斯。但是很快他原来在利沃夫和科夫尔的前线就给他带来新的麻烦，苏军新的攻势使那里陷入火海和毁灭之中，并很快与其他战斗融为一体，狂暴的战斗席卷了从波罗的海到喀尔巴阡山的整条战线。
6月28日，大本营命令全部四个方面军一起发起进攻。7月13日，科涅夫的乌克兰第一方面军加入到进攻中来，他把在普里皮亚特以南的利沃夫-桑多梅日(L’vov-Sandomierz)行动提前以充分利用德军在白俄罗斯的溃败局面。
根据计划，大本营命令科涅夫消灭盘踞在利沃夫和Rava-Russkaia地区的德北乌克兰集团军群的部队，为此科涅夫将同时向利沃夫的东北和东面发起突击。在北面，从南方秘密调来的卡图科夫上将的第1近卫坦克集团军连同V.K.Baranov中将的骑兵机械化集群(第1近卫骑兵军和第25坦克军)将从Lutsk地区沿Styr河向西南方的Rava-Russkaia和利沃夫以西地区突击，与此同时P.S.Rybalko上将的第3近卫坦克集团军、D.D.Leliushenko上将的第4坦克集团军和S.V.Solokov中将的骑兵机械化集群将通过第38和第60集团军打开的缺口从东面冲向利沃夫。为了欺骗德军，科涅夫对南面的Stanislaw地区精心策划了一次佯攻。由于部队出色完成了大规模的秘密调动，科涅夫获得了对德军防线压倒性的数量优势。
当北面的第3近卫集团军和第13集团军的侦察部队发现德军前沿阵地无人防守时，科涅夫于7月13日发起了进攻。前锋各营和主力同时加入了攻势，到日终时已突入德军防线15公里。翌日，Solokov的骑兵机械化集群在卡图科夫的坦克集团军的跟随下冲进了德军防线的缺口。卡图科夫将他一贯使用的前锋第1近卫坦克旅用于欺骗德军，使对手无法判断出他的主力将在那里投入战斗、，而集团军主力则可以更有效的对付德军部署在北面的战役预备队——第16和第17装甲师。后来第16装甲师得以脱离接触，向西长距离的侧翼机动并及时赶到利沃夫并将入到城防中去。
当卡图科夫在北翼向德军防线的纵深突击时，Konev正对利沃夫的合成集团军却无法为Rybalko和Leliushenko的坦克部队打开缺口。第38集团军的攻势在德军防线前举步维艰，而第60集团军仅仅在Koltov以东打开一个小缺口。Konev面对这种形势应对迅速，他命令Rybalko和Leliushenko依次通过第60集团军打开的狭窄走廊向前突击，同时还投入了第31坦克军和第4近卫坦克军来支撑突破口。与此同时Solokov的骑兵机械化集群沿第1近卫坦克集团军的路线向北旋转，冲向维斯拉河。
7月14日晨，超过1000辆坦克和自行火炮进入了Koltov的突破口。尽管德第8和第1装甲师为封闭缺口发起了孤注一掷的反击，这股装甲洪流仍然成功穿越了德军防线。7月18日第3近卫坦克集团军的先头部队在利沃夫东北和Solokov的先头纵队建立了联系，将德第13步兵军装进在Brody的口袋中。随后，在步兵压缩包围圈的同时，第60集团军在P.P.Pluboiarov中将的第4近卫坦克军的支援下粉碎了德第1和第8装甲师的突围。第3近卫集团军和第4坦克集团军则从北面和南面包围了利沃夫。在利沃夫的接近地战斗异常激烈，德第16步兵军和第3装甲军在这里挡住了苏军的攻势。
最后德军在利沃夫的防线还是被第1近卫坦克集团军和Solokov的骑兵机械化集群向德军深远后方的维斯拉河的突击所瓦解了。7月23日，卡图科夫的集团军接近Peremyshl’，切断了德军和利沃夫的联系。科涅夫命令Rybalko向西旋转协助卡图科夫切断德军联系。7月27日当Solokov的先头部队离维斯拉河还有20公里时，德军放弃了利沃夫。科涅夫立刻命令卡图科夫和Rybalko转向维斯拉河，而德军则竭力重新部署从利沃夫地区撤下的部队以应对新的威胁。当Leliushenko的第4坦克集团军和Baranov的骑兵机械化集群在南方击退德军的反击后，第1近卫坦克集团军和第3近卫坦克集团军向西北的维斯拉河展开了赛跑。7月29和30日，卡图科夫的先头部队在N.P.Pukhov中将的第13集团军的摩托化部队配合下在桑多梅日以南占领了维斯拉河上几个桥头堡，几天内，这两个集团军的其他部队和Rybalko的第3近卫坦克集团军也赶到了。
为争夺这些桥头堡双方展开了长时间的激战。在接下来的一个月里，德军把从匈牙利调来的预备队和从利沃夫撤下的部队编成第59，第3和第48装甲军，反复向苏军桥头堡发动猛攻。南方德第24装甲军也向苏军在维斯拉河东岸的南翼发起进攻。激烈的战斗最终证明了德军中的一句传言——苏军的桥头堡一旦建立就无法被撼动。
莫德尔元帅的挑战才刚刚开始。就在明斯克陷落和苏军沿利沃夫一线展开进攻的时候，他又面临了在科夫尔-卢布林一线被切断的危险。7月18日，罗科索夫斯基的白俄罗斯第一方面军左翼加入了攻势，在7月9日和10日为将德军注意力从利沃夫引开的佯攻取得成效和科涅夫取得初步成功后，罗科索夫斯基的各集团军投入了进攻。
7月18日，N.I.Gusev中将的第47集团军和崔可夫上将的第8近卫集团军撕开了德军防线。至7月21日他们已进抵西布格河(Western Bug River)。7月22日，S.I.Bogdanov中将的第2坦克集团军开始了向卢布林和维斯拉河的突击，与此同时第11坦克集团军和第2近卫骑兵军向西北的Siedlce的突击以切断驻守在布列斯特和Bialystok的中央集团军群部队的退路。
尽管Bogdanov在7月23日进攻卢布林的战斗中负伤并被A.I.Radzievsky少将接替，但苏军的推进速度不减。7月25日，第8近卫集团军和第2坦克军已来到维斯拉河边。崔可夫的集团军在Magnuszew附近占领了一个桥头堡，V.Ia.Kolpakchi中将的第69集团军则在Pulawy附近占领了另一个桥头堡。大本营命令Radzievsky的集团军转向北面的华沙以切断整个中央集团军群的退路。
7月28日，Radzievsky齐头并进的3个军在华沙东南遭遇了德第73步兵师和戈林装甲师。为夺取从东面进入华沙的道路的Radzievsky和为守住这条道路以及华沙的德军展开了赛跑。离Radzievsky最近的苏军是第47集团军、第11坦克军和第2近卫骑兵军。此时正进攻东面50公里处的Siedlce。Radzievsky派出了第8近卫坦克军和第3坦克军转向华沙东北试图包抄德军左翼，第16坦克军则继续从东南方向向华沙城区推进。
尽管A.F.Popov中将的第8近卫坦克军成功进抵华沙城东仅20公里处，但N.D.Vedeneev少将的第3坦克军却陷入了莫德尔指挥的一连串成功的装甲反击中。从7月30日开始，戈林师和第19装甲师在华沙东北15公里的Wolomin以北向这个已经走得太远的坦克军发起反击。第3坦克军顶住了头三天的攻势，8月2日和3日，德第4装甲师和党卫军维京师也投入了反击。在接下来3天的苦战中，第3坦克军损失严重，第8近卫坦克军也承受着巨大压力。到8月5日，第47集团军的部队到达这一地区。第2坦克集团军后撤休整。第47集团军的3个步兵军建立了一条80公里长的防线，从华沙以南到Siedlce，已无力向华沙或者Narew河发起新的进攻。德军与中央集团军群的联系遭到破坏但尚未中断。
8月1日，Tadeusz Bor-Komorowski将军的波兰救国军(Polish Home Army)在华沙起义。尽管起义军占领了大部分城区，但他们未能占领维斯拉河上的四座桥梁和东部郊区。波兰救国军在华沙苦战两个月后被镇压了，其间几乎没有得到苏联的帮助。8月中旬，白俄罗斯第一方面军正致力于保住遭受德军猛烈反击的Magnuszew桥头堡，并试图渡过布格河夺取Narew河上的渡口。无论从哪个方面来说，苏军都更多地考虑为将来的进攻夺取合适的出发阵地而不是帮助波兰起义者。
第47集团军的主力一直留在华沙正面，直到8月20日Z.M.Berling中将的波兰第1集团军赶到。苏军最终在9月3日渡过布格河并在第二天逼近Narew河，9月6日开始争夺Narew河上桥头堡的战斗。9月13日，第47集团军进入华沙东部郊区的Praga，三天后两个波兰师向维斯拉河对岸发起进攻但进展甚微，9月23日被迫撤回。
苏军一直都很真诚的希望帮助波兰起义者。事实上，至少到9月中，这一地区德军的抵抗都强大到足以抵挡任何苏军攻势。如果苏军要进攻华沙就要重新调整南方Magnuszew的进攻方向——或者更现实一点的是北面布格河和Narew河一线——以集中足够的兵力向华沙突击。即使苏军冲进华沙，肃清守军的代价将是高昂的，而且华沙并不适合作为下一波进攻的出发点。
抛开军事方面的因素，从政治上来说，毫无疑问斯大林并不急于去帮助Bor-Komorowski。波兰起义者是对英美支持的波兰流亡政府效忠的，让波兰人和德国人去厮杀显然在政治上要更便利一些。苏联-波兰联军在9月10日和9月16—17日有限的冲进华沙的努力只不过鼓励了起义者继续战斗。直到9月中，斯大林才同意美国空军利用苏联机场为起义者空投物资，而此时波兰人手中的地盘已经缩小到无法从空投中获得什么帮助了。经过两个月的英勇战斗，波兰人与10月2日投降。又过了3个月，苏军才积累到足够的力量从维斯拉河桥头堡出击。
