Бездарне керівництво Л. Мехліса наступом на Керченському півострові обернулося черговою катастрофою для Червоної армії. Уже до 15 травня 1942 р. німці здобули Керч і розгромили дві радянські армії (47-му й 51-шу), знищивши 400 літаків і 347 танків. Залишки військ Керченського фронту в паніці тікали на Таманський півострів. Завдяки перемозі на Керченському півострові вермахт дістав можливість перекинути всі з’єднання 11-ї армії (200 000 осіб) під Севастополь. 30 червня 1942 р. німці з півдня увірвалися в місто. Командування радянських військ поспішно евакуювалося морем, залишивши на певну загибель 100 000 захисників Севастополя. Останні бої на мисі Херсонес точилися до 4 липня 1942 р.
Несприятливо для Червоної армії розгорнулися також події під Харковом. 12 травня 1942 р. війська Південно-Західного й Південного фронтів розпочали наступ у напрямку Дніпропетровська, Полтави й Харкова. Але вже 17 травня 1942 р. армійська група генерала Е. Клейста (1-ша танкова й 17-та армії) несподівано завдала потужного удару з району Краматорська у фланг радянському угрупованню, яке наступало з півдня. Одночасно з півночі назустріч військам Е. Клейста почала наступ 6-та німецька армія генерала Ф. Паулюса. 23 травня 1942 р. з’єднання Паулюса й Клейста зустрілися в районі містечка Ізюм, завершивши оточення радянського угруповання. Харківська операція завершилася черговою катастрофою Червоної армії: 240 000 полонених і 170 000 убитих, втрачено 2026 гармат і 1249 танків. Лише 22 000 червоноармійців зуміли вирватися зі щільного оточення.
Харківський погром створював сприятливі умови для наступу військ вермахту в напрямку Волги й Кавказу. Упродовж червня-липня 1942 р. німецькі та союзні війська відтіснили Південно-Західний і Південний фронти на схід, окупувавши 22 липня 1942 р. усю територію України.
Поразки весни-літа 1942 р. стали можливими через переконаність радянського командування й особисто Й. Сталіна в переважанні сил Червоної армії. Ця самовпевненість призвела до низького рівня підготовки операцій, ейфорійних настроїв у військах. Результатом стали два великі «котли», які знову нагадали про трагічні дні літа й осені 1941 р. і деморалізували фронтове командування Червоної армії. 28 липня 1942 р. Й. Сталін підписав зловісний наказ № 227 «Ні кроку назад!», за яким усіх, хто відступав, оголошували зрадниками й мали віддавати під військовий трибунал. На фронті створювали штрафні батальйони, які формували із запідозрених у боягузтві та засуджених за різні злочини й кидали на найбільш небезпечні ділянки. Позаду фронтових частин збільшували кількість загороджувальних загонів (кожна рота в загороджувальному батальйоні мала складатися з 200 добре озброєних бійців), які діставали наказ «розстрілювати на місці панікерів та боягузів».
19 листопада 1942 р. розпочалася Сталінградська наступальна операція, яка завершилася 2 лютого 1943 р. розгромом півмільйонного угруповання ворожих військ. Під час цього наступу 18 грудня 1942 р. війська Південно-Західного фронту повернулися на територію України. 573-й полк 195-ї стрілецької дивізії 1-ї гвардійської армії зайняв перший населений пункт УРСР — село Півнівку Міловського району Ворошиловградської (зараз — Луганської) області. У боях за цей невеликий населений пункт загинуло 1066 червоноармійців. Загалом же за 1942 р. Червона армія зазнала найбільших у своїй історії втрат — 5 888 000 убитими.
Вигнання нацистів з України: наступальні операції Червоної армії протягом 1943—1944 рр.
Упродовж січня-лютого 1943 р. війська Південно-Західного фронту (командувач — генерал М. Ватутін) у жорстоких боях просунулися на 200—250 км на захід, вийшовши на лінію Красноград — Новомосковськ — Синельникове. Червона армія вела масштабний наступ на фронті завширшки 1600 км. У лютому 1943 р. вдалося вибити німців із Луганська.
Німецьке командування мало намір перехопити стратегічну ініціативу у війні на Сході. Для цього було вибрано район так званого Курського виступу, де німці планували ударами з півночі та півдня оточити й ліквідувати велике радянське угруповання. До Курська було стягнуто 50 дивізій, зокрема 16 танкових, 2700 танків, 10 000 гармат і мінометів, 2000 літаків, 900 000 солдатів.
Радянські війська сконцентрувалися на заздалегідь підготованих 8 лініях оборони, які мали загальну протяжність 9240 км і глибину 300 км. На Курському виступі було зосереджено війська Центрального й Воронезького фронтів загальною чисельністю 1 300 000 осіб, на озброєнні яких було 19 000 гармат і мінометів, 3400 танків, 2100 літаків.
5 липня 1943 р. німецькі танкові клини розпочали синхронний наступ із півночі та півдня назустріч один одному, однак «зав’язли» в глибоко ешелонованій обороні. Кульмінація битви відбулася 12 липня 1943 р., коли німці кинули в наступ усі танкові резерви, які так і не зуміли переламати хід битви в танковому бою біля с. Прохорівка. 313 липня 1943 р. у наступ перейшла Червона армія. На південь від Курська війська Воронезького та Степового фронтів 3 серпня 1943 р. розпочали Харківсько-Білгородську операцію, яка тривала двадцять днів і завершилася взяттям Харкова 23 серпня 1943 р.
Під час Курської битви обидві армії зазнали величезних втрат: вермахт недорахувався 500 000 солдатів і офіцерів, які загинули, втратив 1500 танків та 3700 літаків; Червона армія залишила на полі бою майже 900 000 осіб убитими, 6046 танків, 5244 гармати і 1626 літаків.
До кінця вересня 1943 р. Червона армія провела на території України Мелітопольську, Донбаську й Чернігово-Прип’ятську операції. Найбільш масштабною й кривавою з них була Донбаська операція, що тривала з 13 серпня до 22 вересня 1943 р. Операцію проводили силами Південно-Західного (командувач — генерал Р. Малиновський) і Південного (командувач — генерал Ф. Толбухін) фронтів. Вермахт (6-та армія генерала К. Голліта) створив добре укріплені рубежі на річці Міус, які були подолані лише завдяки колосальній перевазі в артилерії. 18 серпня 1943 р. німецьку оборону було прорвано. 8 вересня радянські війська вибили німців із міста Сталіно (нині — Донецьк), а 22 вересня 1943 р. вийшли на рубіж Дніпропетровськ — Мелітополь, досягнувши Дніпра. Втрати Червоної армії в цій операції становили 273 500 убитими й пораненими.
Німецькі війська були відведені за лінію Дніпра й зайняли вигідні оборонні рубежі. Червона армія вийшла до Дніпра на 750-кілометровому фронті.
Командування вермахту розробило план довготривалої оборони, відомий під назвою «Вотан». Він передбачав створення від Балтійського до Чорного моря добре укріпленого «Східного валу», який мав проходити по лінії Нарва — Псков — Гомель і далі по Дніпру. Цей рубіж, на думку німецького генералітету, мав зупинити просування Червоної армії на захід. А. Гітлер навіть оголосив «Східний вал» рубежем Рейху й заявляв, що Червона армія не подолає його.
Основні сили захисників дніпровської частини «Східного валу» на території України становили війська групи армій «Південь» (командувач — фельдмаршал Е. фон Манштейн). Проти них діяли війська Центрального (командувач — генерал X. Рокоссовський), Воронезького (командувач — генерал М. Ватутін), Степового (командувач — генерал І. Конєв), Південно-Західного (командувач — генерал Р. Малиновський) і Південного (командувач — генерал Ф. Толбухін) фронтів. Співвідношення сил було на користь Червоної армії, що наступала: у людях 3 000 000 проти 1 200 000 німців, в артилерії — 51 200 гармат проти 12 600, у танках — 3000 проти 2100, у літаках — 2800 проти 2000. Радянське військове керівництво вирішило провести наступ через широку річку без зупинки, «на плечах» ворога, що відступав. Битва за Дніпро складалася з двох стратегічних наступальних операцій — Нижньодніпровської та Київської. У розпал битви за Дніпро 16 жовтня Ставка Верховного головнокомандування ухвалила рішення про перейменування Воронезького фронту на 1-й Український, Степового фронту — на 2-й Український, Південно-Західного — на 3-й Український, а Південного — на 4-й Український.
Нижньодніпровська наступальна операція тривала з 26 вересня до 20 грудня 1943 р. У ході неї німецькі війська були витіснені із Запорізької й Херсонської областей, німецьке угруповання в Криму опинилося в блокаді. На правому березі Дніпра було захоплено гігантський плацдарм (450 км по лінії фронту й 100 км углиб), який тягнувся від Черкас до Запоріжжя. Під час проведення Нижньодніпровської операції Червона армія зазнала величезних втрат — 754 000 осіб убитими, що становило 45 % від усіх втрат радянських військ у боях за Україну протягом серпня-грудня 1943 р.