Операция протекала почти в полном соответствии с планом. В ходе мощного и стремительно развивавшегося наступления оборона застигнутых врасплох соединений противника была быстро прорвана, а часть войск маршала Тимошенко, развернутых вблизи западной границы, была окружена крупными силами немцев в районе Белостока Окруженные русские войска безуспешно пытались прорвать кольцо окружения и уйти в северо-восточном и юго-восточном направлениях. 1 июля бои в этом районе закончились.
Немецкие танковые соединения, которые тем временем были постепенно заменены подошедшими сюда пехотными дивизиями, снова перешли в наступление: 2-я танковая группа — в направлении Слоним — Слуцк — Минск, а 3-я танковая группа — в направлении Вильнюс — Минск. Этот одновременный удар по сходящимся направлениям, вершиной которого был Минск, преследовал цель выйти в тыл войскам противника, избежавшим окружения под Белостоком, а также окружить войска центральной группировки русских, расположившихся далее к востоку. Уже 27 июля, то есть в тот момент, когда бои в районе Белостока были еще в полном разгаре, передовые части танковых групп встретились под Минском и замкнули в огромном кольце окружения новые крупные силы противника.
В ходе упорных боев почти все попытки противника прорваться на восток удалось отбить и удержать фронт окружения, пока подошедшие с запада дивизии 4-й и 9-й армий не стянули кольцо окружения и после ожесточенных боев с разрозненными группами противника не очистили этот новый «котел». Бои в этом районе закончились 9 июля.
В ходе этого большого двойного сражения было захвачено свыше 300 тыс. пленных, более 3 тыс. танков и около 2 тыс. орудий.
Еще во время боев в районе Минска высвободившиеся части обеих танковых групп были сведены в 4-ю танковую армию. В качестве органа управления им был дан штаб 4-й полевой армии. Эти войска снова начали наступление на восток с задачей преследовать противника, избежавшего окружения, и овладеть Смоленском. Вместо штаба 4-й армии, возглавлявшего новую танковую армию, руководство войсками, осуществлявшими ликвидацию окруженных частей противника, принял прибывший сюда штаб 2-й армии во главе с генерал-полковником бароном фон Вейксом.
Встречая местами упорное сопротивление противника, возраставшее по мере подтягивания им своих сил с востока, танковые группы неуклонно продвигались в восточном направлении. 10 июля они вышли к Днепру в районе Рогачева, Могилева и Орши и начали готовиться к форсированию реки. Части сил, действовавших западнее Витебска, удалось захватить плацдармы на северном берегу Западной Двины. Пехотные дивизии по мере выполнения ими своих задач по ликвидации окруженных войск противника в районе Минска форсированным маршем продвигались за танковыми группами. Группа армий «Центр» выполнила свою первую задачу блестяще и, надо сказать, значительно лучше, чем от нее ожидали. Казалось, что первый решающий успех достигнут и теперь нужно только подтянуть сюда тылы и достаточное количество резервов.
Группа армий «Север» развернула свои армии (16-ю, 18-ю армии и 4-ю танковую группу) у границы Восточной Пруссии. Она имела задачу, нанося главный удар своим правым крылом, уничтожить находившиеся в Литве, Латвии и Эстонии войска противника, овладеть портами Прибалтики, а также Ленинградом и Кронштадтом и тем лишить русский флот возможности вести боевые действия на море. В дальнейшем ее войска должны были как можно быстрее соединиться восточнее Ленинграда с войсками союзной Финляндии. Глубокое эшелонирование стоявших перед немцами войск русского Северо-Западного фронта, командовал которым маршал Ворошилов, и географическое положение исходного района для наступления с самого начала ставили под вопрос, удастся ли осуществить намеченный охват противника с юга, прежде чем он сможет вывести свои силы из-под удара.
В соответствии с этой задачей группа армий начала наступление силами 16-й армии через Каунас в направлении на Даугавпилс, а силами 18-й армии — через Елгаву в направлении на Ригу, направив одновременно часть сил вдоль побережья на Лиепаю, Вентспилс. 4-я танковая группа, наступая на стыке 16-й и 18-й армий, должна была сначала выйти к Западной Двине в районе Даугавпилса и севернее его, чтобы обеспечить быстрое продвижение 16-й армии на восток. Войска группы армий встретили почти повсюду весьма незначительное сопротивление противника и быстро продвинулись вперед. Правда, противник пытался задержать наступление танковой группы, нанося в районе севернее Каунаса контрудар крупными силами танков. В развернувшемся здесь танковом сражении противник был уничтожен. 26 июня передовым частям танковой группы удалось захватить плацдармы на правом берегу Западной Двины в районе Даугавпилса и севернее его. Не ожидая подхода полевых армий, 2 июля немецкие танки с этого рубежа снова перешли в наступление на восток.