Ареной крупных танковых сражений стала зимой 1943 — весной 1944 года Правобережная Украина. Здесь действовало большинство танковых и механизированных корпусов Красной Армии, здесь немецкое командование любой ценой пыталось остановить советское наступление. На фронте протяженностью до 1300 км действовали все шесть советских танковых армий. За 116 дней боев на земле Украины было потеряно 4666 танков и САУ.
И советские и немецкие войска постоянно маневрировали, наносили контрудары, но линия фронта медленно, но верно уходила на запад. То здесь, то там возникали «блуждающие котлы» — окруженные части, с боями прорывавшиеся к основным силам своих войск. После освобождения Кировограда, советское наступление было остановлено сильными контратаками противника на рубеже Смела-Каниж.
В ходе Корсунь-Шевченковской операции, начавшейся 24 января, войскам 2-го Украинского фронта удалось прорвать оборону немцев. Однако 27 января противник сумел закрыть брешь и отсечь передовые 20-й и 29-й танковые корпуса 5-й гвардейской танковой армии. 28 января, в Звенигородке частям 2-го УФ удалось соединиться с 20-м танковым корпусом, а к 30 января 18-й танковый корпус, отбросив противника, вновь образовал брешь в его обороне. На помощь окруженной немецкой группировке подошли З, 4, 11, 13, 16 и 17-я танковые дивизии. Для противодействия им, сюда была переброшена 2-я танковая армия генерала С.И. Богданова.
В результате тяжелых боев, к 17 февраля части немецких войск удалось вырваться из окружения. В ходе Проскуровско-Черновицкой операции на главном направлении были впервые сосредоточены три танковые армии, сумевшие в районе Каменец-Подольского окружить 1-ю немецкую танковую армию. Однако из-за понесенных в боях тяжелых потерь создать сплошной внутренний фронт окружения не удалось. Немецкая группировка (23 дивизии, из них 10 — танковые) пробилась вдоль левого берега Днестра к городу Бучач, где соединилась с войсками группы армий «Северная Украина».
Часто танковые корпуса Красной Армии, перерезавшие коммуникации немецких войск, уходя в рейды в глубину обороны противника, сами оказывались отрезанными от основных сил фронтов и вынуждены были прорываться из окружения. При этом они несли значительные потери. В 5-й гвардейской танковой армии из имевшихся к 3 января 1944 года 366 танков и САУ к 21 января осталось 156. Летом 1944 года армия была переброшена в Белоруссию и доукомплектована — в результате к началу операции «Багратион» она имела в строю 534 танка и САУ.
В освобождении Белоруссии, кроме 2-й и 5-й гвардейской танковых армий, также участвовали 1-й, 2-й гвардейские, 1-й и 9-й танковые, 1-й и 3-й гвардейский механизированные корпуса, отдельные танковые бригады и полки — всего две танковые армии, пять отдельных танковых и два механизированных корпуса, 16 отдельных танковых бригад, 39 танковых полков и более 70 полков самоходной артиллерии. 5-ю гвардейскую танковую армию планировалось ввести в прорыв в полосе наступления 11-й гвардейской армии 3-го Белорусского фронта.
Однако, несмотря на мощную артиллерийскую подготовку — 212 орудий на 1 км фронта, авиационный удар, в котором участвовало около 300 бомбардировщиков и 250 штурмовиков, войска 11-й армии 23 июня продвинулись всего на 2–3 км. Прорыв немецкой обороны, вместо двух дней по плану был проведен в три дня. Из-за того что артиллерия не сумела подавить части противника, занимавшие вторую позицию, танки непосредственной поддержки пехоты понесли большие потери (с 23 по 26 июня в районе станции Осиновка было подбито до 70 танков и САУ) и не смогли оказать должной поддержки пехоте. Поэтому командование фронта приняло решение ввести танковую армию в бой в полосе 5-й армии.
По белорусским дорогам
Как позднее вспоминал командующий 5-й гв. ТА П.А. Ротмистров, «все это, естественно, в последующем не могло не отразиться как на снижении общих темпов наступления, так и на продвижении 5-й гвардейской танковой армии, поскольку на маневр в тылу своих войск армия затратила почти сутки, а противник за это время успел перебросить к участкам прорыва 3-го Белорусского фронта танковую дивизию, которая в условиях белорусских Лесов и болот заняла рад дефиле и доставила нам много хлопот». До 28 июня части армии вели бои в районе Крупки, восточнее Борисова, с 5-й танковой дивизией Вермахта.
Командующий 3-м Белорусским фронтом, генерал И.Д. Черняховский, был недоволен действиями танкистов, считая, что армия не проявила должной маневренности и излишне привязала свои действия к Минской автостраде, двигаясь на уровне общевойсковых армий. 5-я танковая армия не сумела сразу выйти на маневренный простор и поэтому как эшелон развития фронтовой операции не сыграла своей роли. В ходе продвижения к Минску танковые части понесли значительные потери. 1-й гвардейский танковый корпус безвозвратно потерял 123 боевые машины, еще 53 требовали капитального ремонта. 2-й гвардейский танковый корпус потерял до 40 % танков.