В тот момент, когда на севере еще бушевали сражения под Курском и Орлом, на фронте группы армий «Юг» (8-я и 4-я танковая армии) и действовавшей южнее нее группы армий «А» (6-я и 1-я танковая армии) русские, используя свое огромное превосходство в силах, перешли в наступление, целью которого в первый период, очевидно, было сковать силы немцев. Атаки, предпринятые ими на Северском Донце, в районе Изюма и Ворошиловграда, были в основном отбиты. Однако на реке Миус, в полосе обороны 6-й армии, им удалось вклиниться в оборону немцев на значительную глубину, в результате чего в первое время там сложилась довольно неприятная обстановка. Чтобы не дать противнику возможности достичь еще большего успеха, командование группы армий быстро сосредоточило здесь крупные резервы и 30 июля отдало приказ о переходе в контрнаступление. Это контрнаступление увенчалось полным успехом. Противник потерял около 20 тыс. человек пленными и был отброшен за Миус. Вскоре после этого, 3 августа, русские, перегруппировав свои силы, снова начали крупное наступление против войск группы армий «Юг». Сначала противник, предпринимавший атаки на фронте шириной примерно в 70 км, направил свой удар против выступа фронта в районе Белгорода. Когда здесь наметился успех, русские перешли в наступление на Харьков с востока. В ходе тяжелых боев немецкой группе армий в первое время удалось сохранить целостность своего фронта. Однако Харьков пришлось сдать. Напрягая все свои силы и неся огромные потери, группа армий сумела создать новый, очень слабый фронт примерно на рубеже: излучина Северского Донца — район южнее и западнее Харькова — Лебедин — Сумы. Здесь наступление русских было остановлено. Но русские не израсходовали еще своих возможностей. В середине августа противник снова начал наступательные действия против фронта группы армий «А», которая израсходовала почти все свои резервы и не могла больше устоять перед новым натиском противника, введшего в бой большое количество артиллерии и танков. Русские снова прорвали оборону немцев на Миусе в районе города Куйбышева. 29 августа они овладели Таганрогом и совместно с войсками, перешедшими в наступление севернее и успешно наносившими удар через Изюм, начали быстро продвигаться через Донбасс на запад. Дивизии 6-й и 1-й танковой армий были настолько ослаблены в ходе тяжелых боев, что вынуждены были быстро отойти на запад, чтобы избежать окончательного разгрома. 25 сентября передовые части русских войск вышли к Мелитополю и к Днепру на участке между Запорожьем и Днепропетровском. Здесь они и были остановлены.
На фронте группы армий «Юг» обстановка также продолжала складываться весьма неблагоприятно для немцев. Получив небольшую передышку на рубеже западнее Харькова, соединения 8-й армии и 4-й танковой армии вместе с соединениями действовавшей севернее них 2-й армии, входившей в состав группы армий «Центр», испытали на себе вскоре новый мощный удар советских войск. Измотанные в предшествовавших боях соединения не смогли сохранить целостность своего фронта. 4-я танковая армия оказалась в чрезвычайно трудном положении и вынуждена была отвести свои разрозненные войска за Днепр, оставив часть сил на плацдарме перед Киевом. Действовавшая южнее 8-я армия, положение которой было несколько лучшим, вынуждена была начать отход вместе со своими соседями. К началу сентября под нажимом противника она отошла за Днепр в районе Кременчуга.
Между тем 17-я армия, все еще находившаяся далеко на востоке, удерживала таманский плацдарм. В Крыму оставались войска 3-й румынской армии, которые совместно с одной словенской дивизией и немецкими охранными частями несли здесь сторожевую службу.
1 сентября русские перешли в наступление на таманский плацдарм. Они высадили в тылу у немцев, в районе Новороссийска, морской десант и 15 сентября после тяжелых боев овладели городом. Нанося главный удар вдоль побережья Черного моря, они постепенно оттеснили 17-ю армию к Керченскому проливу, через который она к 9 октября под сильным воздействием авиации противника эвакуировалась с таманского плацдарма в Крым.