1-я гвардейская армия генерала А. А. Гречко, 18-я армия генерала К. Н. Леселидзе и 38-я армия генерала К. С. Москаленко при мощной поддержке артиллерии и основных сил 2-й воздушной армии генерала С. А. Красовского уже в первый день наступления прорвали вражескую оборону на всю ее глубину. И тут Николай Федорович повторил то, что уже оправдало себя во время Курской битвы: он немедленно ввел в прорыв сразу две танковые армии — 1-ю и 3-ю гвардейскую, которые начали быстро развивать успех общевойсковых армий.
В течение 25—28 декабря в сражение были введены и остальные армии фронта. 13-я повела наступление на Сарны и Ровно, 60-я — на Шепетовку. 40-я и 27-я армии нацелили совместный удар на Белую Церковь.
К 30 декабря войска 1-го Украинского фронта расширили прорыв вражеской обороны до 300 километров по фронту и продвинулись до 100 километров в глубину, завязав бои уже непосредственно за Житомир, Бердичев и Белую Церковь. 4-я танковая армия противника оказалась рассеченной на три части. Вот тут уж у немецко-фашистского командования совершенно исчезли надежды на возможность восстановления обороны по Днепру.
Гитлеровцы делали все от них зависящее, чтобы исправить катастрофическое положение на северном крыло своей группы армий. Так, был отдан приказ сосредоточить в районе Бердичев, Казатин 48-й танковый корпус для контрудара во фланг главной группировке войск Ватутина. Но благодаря стремительным действиям армий 1-го Украинского фронта этот корпус был разбит раньше, чем успел изготовиться для нанесения контрудара.
Тем временем наступление войск 1-го Украинского фронта продолжалось. Особенно ожесточенные бои развернулись за Житомир. Немецко-фашистское командование всеми силами пыталось удержать в своих руках этот крупнейший узел коммуникаций. Оно сосредоточило здесь до шести дивизий, в том числе две танковые. Чтобы ускорить разгром житомирской группировки войск противника, Ватутин принял следующее решение: он приказал 1-й гвардейской армии атаковать врага с востока, 60-й — обойти Житомир с северо-запада, а 18-й и 3-й гвардейской танковой армиям — с юго-востока. Это грозило гитлеровцам полным окружением. И они, поняв нависшую над ними опасность, начали поспешно отходить. 31 декабря советские войска вошли в Житомир.
Теперь гитлеровское командование делало все от него зависящее, чтобы если не остановить, то хотя бы задержать продвижение вперед войск 1-го Украинского фронта. С этой целью оно подтягивало к участку прорыва все свои резервы, осуществляло реорганизацию управления войсками. Так, правофланговые соединения 4-й танковой армии, по существу отрезанные войсками Ватутина от основных сил в каневском выступе, были 1 января 1944 года переподчинены переброшенному из Апостолово в Умань управлению 1-й танковой армии, войска которой в свою очередь передавались управлению 6-й армии. Соединения же 6-й армии (точнее, все что от них осталось) составили 44-й отдельный корпус.
Подобная сверхсложная реорганизация тоже не привела к желаемому результату. 3 января войска 1-го Украинского фронта овладели Новоград-Волынским, на другой день — Белой Церковью, а 5 января выбили фашистов из Бердичева.
В результате такого успеха разрыв между центром 4-й немецкой танковой армии и ее соединениями, зажатыми в каневском выступе, достиг 110 километров. В этот разрыв Ватутин тут же направил 1-ю танковую и 38-ю армии. Первая из них во взаимодействии с 40-й, 27-й армиями получила задачу наступать в южном направлении па Христиновку и там соединиться с войсками 2-го Украинского фронта, окончательно отрезав противнику пути отхода из каневского выступа.
10—11 января, выполняя приказ Ватутина, части и соединения 1-й танковой, 38-й и 40-й армий вышли на подступы к Виннице, Жмеринке, Христиновке, Умани и юго-восточнее Жашкова, глубоко охватив каневскую группировку войск противника с северо-запада.
...Н. Ф. Ватутин, не отрывая взгляда от разостланной на столе карты, одновременно внимательно слушал начальника разведотдела штаба фронта генерала И. В. Виноградова.
— С конца декабря и по одиннадцатое января, — говорил тот, — из резерва группы армий «Юг», с других участков советско-германского фронта, а также из Германии прибыли четыре корпусных управления, шестнадцать дивизий, крупные силы авиации. Сосредоточены они главным образом на винницком, жмеринском и уманском направлениях. Особо отмечаю, что три дивизии из числа прибывших изъяты из группы вражеских армий «Север».