Під час Проскурівсько-Чернівецької операції Червона армія зуміла «розрізати» німецьку групу армій «Південь» на дві частини (переформовані згодом у дві групи армій — «Південна Україна» та «Північна Україна»), і по радянський бік фронту залишилися важливі міста — Вінниця, Жмеринка, Проскурів, Тернопіль, Кам’янець-Подільський, Чернівці та Хотин.
Під час Умансько-Ботошанської операції 5—26 березня 1944 р. потужних ударів було завдано по німецьких арміях у південній частині України. Радянські війська послідовно форсували три великі річки: Південний Буг, Дністер і Прут, — відкинувши вермахт із території Українського Поділля та Молдавії. 26 березня 1944 р. частини 2-го Українського фронту перетнули кордон СРСР із Румунією.
8 квітня 1944 р. у наступ на Кримський півострів перейшли війська 4-го Українського фронту. Уже 10 квітня 1944 р. радянським військам вдалося перетнути Сиваську затоку з боку Азовського моря й несподівано вийти в тил німецьких військ на Перекопі.
Німецькі дивізії до 15 квітня 1944 р. відступили до Севастополя, у якому очікували на евакуацію. Однак протягом трьох тижнів боїв (до 7 травня 1944 р.) німецькому флоту вдалося вивезти тільки частину німецьких і румунських військ. 8 травня 1944 р. залишки трьох німецьких дивізій були витіснені на мис Херсонес, де протрималися ще дві доби, марно очікуючи на прибуття своїх кораблів. Під час боїв у Криму німці та румуни втратили 100 000 осіб убитими, пораненими й полоненими.
До кінця весни 1944 р. з українських земель під контролем вермахту і його союзників залишилися тільки незначні території Волині на захід від Луцька й Ковеля, більша частина Галичини, частина Буковини, усе Закарпаття та південна Бессарабія. Радянські війська з грудня 1943 р. до травня 1944 р. у боях за Україну втратили вбитими, пораненими та полоненими близько 3 000 000 осіб, 60 % із яких були вихідцями з України.
13 липня — 29 серпня 1944 р. на території Галичини силами 1-го Українського фронту (новий командувач — маршал І. Конєв) було здійснено масштабну Львівсько-Сандомирську наступальну операцію проти німецької групи армій «Північна Україна» (командувач — генерал Й. Гарпе).
Вістря радянського наступу було скероване на 13-й німецький корпус, який розташовувався в районі міста Броди. У складі корпусу воювала 14-та піхотна дивізія військ СС «Галичина». Власне, саме на ділянку фронту, яку утримувала українська дивізія, було спрямовано головний удар Червоної армії. 18 липня 1944 р. радянські війська розірвали німецьку оборону, просунувшись уперед на 50—80 км. У районі Бродів було оточено сім німецьких дивізій та українську дивізію «Галичина». До 22 липня 1944 р. більшість оточених сил було розбито.
27 липня 1944 р. радянські війська увійшли до Львова, а 29 липня 1944 р. перетнули Віслу, захопивши в районі Сандомира плацдарм на західному березі найбільшої польської річки. Під час Львівсько-Сандомирської операції вермахт зазнав катастрофічних втрат — близько 400 000 убитими, пораненими й полоненими. Червона армія втратила близько 290 000 бійців.
Наприкінці липня 1944 р. війська 1-го Українського фронту перейшли в наступ на території Волині, вигнали німців із західної частини Волинської області, форсували Західний Буг і 24 липня здобули Люблін.
На початку серпня 1944 р. армії 4-го Українського фронту розгорнули наступ у напрямку Карпат, поступово «вичавлюючи» вермахт із Прикарпаття. Німецькі й угорські частини відступили в гори й перекрили основні карпатські перевали, закріпившись на угорському оборонному рубежі — лінії Арпада.
Перед Червоною армією постало важке завдання — прорватися через карпатські хребти й систему інженерних оборонних укріплень. Щоб вийти на Закарпаття, радянський генштаб розробив сміливу, але дуже складну Східно-Карпатську наступальну операцію. Прорив мали здійснювати війська 1-го й 4-го Українських фронтів (командувачі — І. Конєв та І. Петров).
Східно-Карпатська наступальна операція тривала з 8 вересня до 28 жовтня 1944 р. На першому етапі її проводили здебільшого війська 38-ї армії генерала К. Москаленка. Найжорстокіші бої розгорнулися в районі Дуклянського перевалу в західній частині Лемківщини. На початку жовтня 1944 р. на штурм Дуклянського перевалу було кинуто також війська 1-го Чехословацького корпусу, сформованого в СРСР. 6 жовтня 1944 р. оборону супротивника на перевалі було прорвано — радянські війська й чехословацький корпус вийшли до кордону Словаччини. Бої в Карпатах виявилися надзвичайно складними, оскільки техніка була малоефективною в гірській місцевості.
Війська 4-го й 2-го Українських фронтів вели наступ через карпатські хребти як з української, так і з румунської території. 2-му Українському фронту вдалося прорвати угорську оборону в районі Дебрецина, що створило загрозу оточення для закарпатського угруповання угорських армій. Це змусило угорське командування відвести війська на Придунайську рівнину. Відхід угорських армій дав можливість військам 4-го Українського фронту перетнути Карпати. З’єднання 18-ї армії й 17-го окремого гвардійського стрілецького корпусу 26 жовтня 1944 р. захопили Мукачеве, а 27 жовтня — Ужгород. 28 жовтня 1944 р. війська 4-го та 1-го Українських фронтів остаточно витіснили угорські та німецькі війська з території сучасної України. Під час Східно-Карпатської наступальної операції Червона армія втратила 126 000 осіб, Чехословацький корпус — близько 6000. Однак, незважаючи на болючі втрати, радянським військам вдалося остаточно витіснити німців і їхніх союзників із території України, зайняти частину Угорщини, закріпитися в Південній Польщі та Північній Словаччині.
Протягом 1943—1944 рр. у боях за Україну брали участь війська шести радянських фронтів (1-го, 2-го, 3-го, 4-го Українських та 1-го й 2-го Білоруських), а також кораблі Чорноморського флоту. Під час проведення наступальних операцій щодня в ході активних боїв на території України гинуло близько 60 000 бійців і командирів Червоної армії, 60—70 % з яких були вихідцями з України.
Після завершення боїв на українських землях щонайменше 1 000 000 мобілізованих в Україні солдатів загинув у Європі. Сьогодні встановлено, що з території України протягом лютого 1943 р. — жовтня 1944 р. було мобілізовано 3 692 454 особи, але мобілізація тривала й наприкінці 1944 р. та в 1945 р. Науковці припускають, що до завершення війни з території України було мобілізовано ще 350 000 — 400 000 осіб, тобто загальна кількість забраних до лав Червоної армії жителів України в 1943—1945 рр. становить 4 000 000 — 4 100 000 осіб.
Під час боїв у Центральній Європі особливо великих втрат Червона армія зазнала під час штурму Кенігсберга, Вісло-Одерської операції, взяття Будапешта, битви біля озера Балатон, боїв за Берлін тощо. Лише під час штурму Берліна, до якого було стягнуто колосальні людські й матеріально-технічні ресурси (війська 1-го й 2-го Білоруських та 1-го Українського фронтів, 41 600 гармат і мінометів, 6250 танків, 7500 бойових літаків), радянські війська втратили щонайменше 750 000 осіб убитими й пораненими, 2156 танків, 1220 гармат і мінометів, 527 літаків. Після падіння Берліна 2 травня 1945 р. 589 радянських солдатів були удостоєні звання Героя Радянського Союзу, з них 108 осіб — вихідці з України.
Але багато подвигів українців не потрапило до офіційної радянської версії подій Великої Вітчизняної війни. Таким забутим героєм війни, зокрема, є українець О. Берест, який очолював групу радянських солдатів, що встановили прапор Перемоги над Рейхстагом. 8 травня 1946 р. за встановлення прапора Перемоги над Рейхстагом звання «Герой Радянського Союзу» були удостоєні капітан В. Давидов, сержант М. Єгоров, молодший сержант М. Кантарія, капітан С. Неустроєв, старший лейтенант К. Самсонов. Чому до цього списку не потрапив О. Берест, достеменно невідомо. За однією з версій, його з нагородного списку викреслив сам Г. Жуков чи то через національність, чи то через посаду (О. Берест був замполітом, а маршал не жалував політпрацівників).