Буквально в тот же день в Праге началось восстание против немцев. К тому времени основные силы вермахта были разгромлены в районах Берлина и Вены. Это дало возможность советскому командованию широко использовать для проведения операции по освобождению Праги силы всех находящихся близ Чехии фронтов. Для помощи повстанцам были использованы войска 1-го Украинского (маршал И. С. Конев), 2-го Украинского (маршал Р. Я. Малиновский), 4-го Украинского (генерал А. И. Еременко) фронтов. Им противостояли группы армий «Центр» (фельдмаршал Ф. Шернер) и «Австрия» (генерал Л. Рендулич). Соотношение сил приведено в таблице.
| Советские войска | Немецкие войска | |
| Личный состав (тыс. чел.) | 2028 | 900 |
| Орудия и минометы | 30 452 | 9700 |
| Танки и САУ | 1960 | 1900 |
| Самолеты | 3014 | 1000 |
К началу мая в Чехословакии находилась последняя сохранявшая боеспособность крупная группировка вермахта. Немцы оказались фактически уже окруженными. С севера, востока и юга ее охватывало кольцо советских фронтов, а западнее Праги находились войска США. В сложившейся безысходной для командования группы армий «Центр» ситуации главной его задачей стал отвод своих сил на запад в американскую зону оккупации. В данном отношении Пражская операция стала успешной попыткой советского командования пресечь подобный отход.
Овладение восточными районами Германии и Австрии позволило советскому командованию осуществить масштабный фланговый маневр и зажать группировку армий «Центр» «в клещи». Операция началась 6 мая 1945 года. Главные фланговые удары по немецким группировкам наносили 1-й и 2-й Украинские фронты, подразделения которых с севера (из Восточной Германии) и юга (с линии Вена — Брно) двинулись на Прагу. Утром 9 мая передовые танковые части 1-го Украинского фронта ворвались в чешскую столицу. Днем к ней подошли основные силы обоих фронтов, которые окружили восточнее Праги почти миллионную немецкую группировку.
Основная масса войск из группы армий «Центр» сдалась 10–11 мая. На этом Пражская операция, на проведение которой ушло меньше недели, завершилась. Общая численность пленных, взятых в ходе Пражской операции, составила 860 тыс. человек. Освобождение Праги стало последней крупной операцией Второй мировой войны в Европе.
Потери Красной Армии в ходе Пражской операции составили свыше 49 тыс. человек. Если учесть, что операция проходила шесть дней, то размеры суточных потерь (8,2 тыс. чел.) были весьма высокими. Это свидетельствовало об интенсивности последних боев в Европе и активном сопротивлении немецких частей (если не на всех, то на отдельных направлениях). Участники этой операции награждены медалью «За освобождение Праги». В боях за свободу Чехословакии в 1944–1945 гг. погибло 140 тыс. советских воинов.
В целом же безвозвратные потери советских войск за время кампании в Европе 1945 года составили 800 тыс. чел., санитарные — 2,2 млн человек. Немецкие потери за это же время составили 1 млн убитых и свыше 2 млн пленных (из них 1,3 млн сдались после подписания Германией капитуляции).
В ходе завершения Пражской операции в Берлине был подписан Акт о безоговорочной капитуляции Германии. Он означал завершение Великой Отечественной войны Советского Союза.
Главный итог Великой Отечественной войны заключался в том, что Советский Союз сумел отстоять свою независимость и одержать верх в борьбе с сильнейшим военным противником за всю историю страны. После победы в этой войне СССР вошел в разряд великих держав, решавших в тот период устройство послевоенного мира. Фактически были признаны предвоенные советские границы на Западе, т. е. вхождение в состав СССР: Молдавии, республик Прибалтики, Западной Украины и Белоруссии. Победа СССР означала новую расстановку сил в Европе, когда в зону советского влияния вошли Польша, Восточная Германия, Чехословакия, Венгрия, Румыния, Болгария.