После взятия Коростышева армия получила следующую задачу: с утра 28 декабря продолжать наступление в направлении Житомир, к исходу дня 28 декабря выйти на рубеж Вересы—Смоковка—Клетчин—Скоморохи—Волица—Вертокиевка, при благоприятной обстановке захватить Житомир.502 Однако при подходе к Житомиру сопротивление противника усилилось. К исходу дня 9-й мехкорпус остановился в районе Студеницы, 6-й гвардейский танковый корпус достиг железной дороги Житомир—Фастов у Тарасовки, введенный в бой 7-й гвардейский танковый корпус перерезал шоссе Житомир—Попельня у Волосова. Перед фронтом армии, в дополнение к 8-й танковой дивизии Вермахта, были выявлены части 1-й, 19-й танковых дивизий, дивизии «Лейбштандарт СС Адольф Гитлер» и 18-й артдивизии.503 Проведя в ночь на 29 декабря перегруппировку, соединения 3-й гвардейской танковой с утра 29 декабря возобновили наступление. 9-й мехкорпус из района Студеницы неоднократно предпринимал атаки в направлении Житомира, но продвижения не имел. 7-й гвардейский танковый корпус форсировал р. Гуйва в направлении с севера на юг и наступал в направлении Городище. 6-й гвардейский танковый корпус, переправившись на южный берег р. Гуйва, занял Антополь. В результате танковые корпуса приблизились к железной дороге и шоссе Житомир—Бердичев.504
На 30 декабря 3-я гвардейская танковая армия получила задачу продолжить наступление в общем направлении Кодня, Троянов, перерезать железную дорогу и шоссе Житомир—Бердичев и тем самым изолировать житомирскую и бердичевскую группировки противника. П.С. Рыбалко принял решение продолжать наступление силами танковых корпусов, 6-му гвардейскому танковому корпусу занять Кодню, 7-му гвардейскому танковому корпусу выйти в район Троянов, 9-й мехкорпус вывести из боя и сосредоточить в районе Коростышев, Харитонова для приведения себя в порядок.505 К исходу дня 30 декабря 7-й гвардейский танковый корпус, тесня противника, достиг рубежа Скоморохи—Сингуры—Волица—Вертокиевка, выполнив тем самым поставленную перед армией задачу перерезать железную и шоссейную дороги Житомир—Бердичев. 6-й гвардейский танковый корпус вел бои за Кодню и Солотвин, 9-й мехкорпус, сдав занимаемые позиции стрелковым частям, отошел в район Коростышев, Стрижевка, Харитоновка. Предоставленная корпусу передышка была недолгой — уже в ночь на 31 декабря, совершив марш, 9-й мехкорпус достиг района Иванков, Лещин, получив приказ наступать в общем направлении Солотвин, Гвоздева и к исходу дня достичь района Демчин, Скраглевка, Швайковка, обходя Бердичев с северо-запада и перерезав железнодорожную ветку Бердичев—Шепетовка.
Новый,1944 год войска 3-й гвардейской танковой армии встретили в упорных боях. 9-й мехкорпус достиг района Гальчин, Семаки. 6-й и 7-й гвардейские танковые корпуса очищали от противника Сингуры, Волицу, Дворец и продолжали бои за Солотвин и Троянов.506
31 декабря 1943 г. войска 1-го Украинского фронта освободили Житомир. В числе частей и соединений, отличившихся при освобождении Житомира, в приказе № 53 Верховного Главнокомандующего от 1 января 1944 г. были упомянуты 9-й мехкорпус, получивший почетное наименование «Житомирский», 7-й гвардейский танковый корпус и 22-я гвардейская мотострелковая бригада, 51-я, 52-я и 53-я гвардейские танковые бригады 6-го мехкорпуса, представленные к награждению орденами Красного Знамени.507
Первой задачей, поставленной перед армией в 1944 году, стало наступление в юго-западном направлении с целью достичь района Большие Коровинцы, Янушпиль (ныне Иванополь), Райгородок и не допустить отхода немецких войск из Бердичева на запад. Наступая в юго-западном направлении, 9-й мехкорпус занял 2 января Агатовку и Осыково, однако, встретив сильное огневое сопротивление противника, дальнейшего продвижения не имел. 6-й гвардейский танковый корпус, очистив Солотвин, занял Рею и вел бой в районе Гвоздавы. 7-й гвардейский танковый корпус продолжал бои за Троянов.
Части 3-й гвардейской танковой армии в наступлении. Первые дни 1944 г., Украина.
2 января задача 3-й гвардейской танковой армии была скорректирована: соединениям армии было предписано танковыми корпусами нанести удар в направлении Рудно-Городище, Глубочок, Княжин и тем самым содействовать 1-й гвардейской армии в разгроме танковой группы противника, затем наступать в южном направлении.508 Заняв в ночь на 3 января исходное положение на западном берегу р. Гнилопять в районе Рудно-Городище, 6-й и 7-й гвардейские танковые корпуса совместно с войсками 1-й гвардейской армии в 10 часов 3 января перешли в наступление в западном направлении и вышли к реке Пяток. Перед фронтом армии отмечались части 1-й, 7-й, 8-й и 19-й танковых и 68-й, 208-й и 340-й дивизий противника.509