5天后的1月12日，沃羅涅日方面軍第40集團(tuán)軍的幾個(gè)先遣營(yíng)開(kāi)始行動(dòng)。他們從戰(zhàn)線(xiàn)北面的斯托羅熱沃耶登陸場(chǎng)出動(dòng)，襲擊匈第7輕裝步兵師和德第429步兵團(tuán)陣地。雖然這只是一次試探，卻已經(jīng)讓匈牙利人亂成一團(tuán)。經(jīng)過(guò)激戰(zhàn)，蘇軍擊潰匈第7輕步兵師第4團(tuán)，打開(kāi)一個(gè)6公里寬3公里深的口子，鍥入匈第3、4軍之間。

蘇聯(lián)人立刻著手?jǐn)U大戰(zhàn)果。次日，紅軍第40集團(tuán)軍發(fā)動(dòng)主攻！在這次行動(dòng)中，蘇聯(lián)人還首次使用了滾壓式坦克掃雷器。戰(zhàn)斗進(jìn)行的異常順利，紅軍炮火在幾分鐘內(nèi)就摧毀了匈牙利人的炮兵觀察所，蘇聯(lián)步兵和坦克幾乎毫無(wú)損失的沖入敵方陣地，把第7匈牙利輕步兵師打得潰不成軍。為了遏制紅軍，匈第3軍投入了預(yù)備隊(duì)的4個(gè)營(yíng)，在德軍第700裝甲支隊(duì)支援下發(fā)動(dòng)反擊，但未能取得成功，反而付出了慘重代價(jià)：第700裝甲支隊(duì)到日終時(shí)分只剩下4輛38（T）坦克。通過(guò)當(dāng)天交戰(zhàn)，蘇聯(lián)人成功地將突破口擴(kuò)大為10公里寬，12公里深。

紅軍第40集團(tuán)軍在北面發(fā)動(dòng)進(jìn)攻后，中部和南面的紅軍也在1月14日轉(zhuǎn)入進(jìn)攻：中部，紅軍獨(dú)立步兵第18軍從休奇耶登陸場(chǎng)發(fā)起攻擊，擊潰匈第12輕裝步兵師，突向匈第7軍縱深；南面，坦克第3集團(tuán)軍的攻勢(shì)從16公里正面展開(kāi)，打擊德第24裝甲軍和意第2軍的結(jié)合部；西南方面軍第6集團(tuán)軍也在南翼進(jìn)入交戰(zhàn)。

由于匈軍指揮陷入混亂，蘇軍的進(jìn)攻非常順利。在北部和中部，他們擊退了匈牙利第4、7軍；而在南面進(jìn)攻的第3坦克集團(tuán)軍，所屬第12坦克軍前進(jìn)了18公里，第15坦克軍前進(jìn)了20公里，并搗毀了日林地域的德第24裝甲軍軍部，該裝甲軍軍長(zhǎng)馬丁·汪戴爾炮兵上將也在當(dāng)天喪命。德軍雖然在1月15日投入了預(yù)備隊(duì)第168步兵師，也只能暫時(shí)減緩一下紅軍的推進(jìn)速度。

至1月15日日終，紅軍第40集團(tuán)軍和坦克第3集團(tuán)軍已從兩側(cè)突破軸心軍的整個(gè)戰(zhàn)術(shù)防御，擊潰了4個(gè)師；中部的紅軍第18軍則在匈軍第二防御地帶前受阻。與此同時(shí)，匈德軍的預(yù)備隊(duì)：匈第1裝甲師以及德第700裝甲支隊(duì)繼續(xù)發(fā)動(dòng)反擊。他們主要向蘇軍第40集團(tuán)軍和第18獨(dú)立步兵軍實(shí)施沖擊，并在1月16日一度遏制蘇軍的前進(jìn)。

兩軍在暴風(fēng)中展開(kāi)了坦克戰(zhàn)。德匈軍裝備的38T坦克完全不是T-34的對(duì)手，四號(hào)坦克數(shù)量又不多。根據(jù)蘇方記錄，紅軍第150坦克旅的1輛T-34在炮彈耗盡后，還開(kāi)足馬力撞毀了德軍第700裝甲支隊(duì)的2輛坦克，其中1輛四號(hào)被撞進(jìn)路溝里，駕駛員被俘虜。匈德裝甲部隊(duì)的反擊很快被擊潰，第1匈牙利野戰(zhàn)裝甲師被打得最后只剩下6輛坦克，并于1943年4月被撤銷(xiāo)。德軍第700裝甲支隊(duì)也幾乎覆滅。

軸心國(guó)軍隊(duì)面臨的危機(jī)還在不斷加劇。由于匈德軍把裝甲預(yù)備隊(duì)投入到北部和中部，正好給南面實(shí)施主攻的紅軍第3坦克集團(tuán)軍提供了可趁之際。事實(shí)上，該集團(tuán)軍主力曾在1月14日由于油料中斷而暫停進(jìn)攻，只有第12坦克軍所屬第106坦克旅當(dāng)天夜間繞過(guò)敵方的抵抗樞紐，以迅雷不及掩耳之勢(shì)奪取了羅索什城。1月15日，這個(gè)孤軍深入的坦克旅遭到德軍的兇猛反擊，旅長(zhǎng)阿列克謝耶夫上校戰(zhàn)死，大量坦克也被德國(guó)飛機(jī)擊毀。

但在1月16日，補(bǔ)充了油料的紅軍第12坦克軍沖到了羅索什，趕跑了反擊德軍。與此同時(shí)，第15坦克軍也開(kāi)始前進(jìn)。

從這天開(kāi)始，紅軍的包圍圈開(kāi)始形成。從前線(xiàn)潰退下來(lái)的軸心軍隊(duì)則在空空如也的后方亂成一團(tuán)，甚至一些軍部師部也成為蘇聯(lián)坦克的獵物。能夠組織起來(lái)的部隊(duì)拼命向西逃竄。但蘇聯(lián)人并不打算提供機(jī)會(huì)。

1月17日，紅軍第40集團(tuán)軍左翼與第18獨(dú)立步兵軍會(huì)合于奧斯特羅戈日斯克地區(qū)，北部和中部紅軍首先建立了聯(lián)系。當(dāng)天中午，第40集團(tuán)軍先頭部隊(duì)沖到了更西面的伊洛夫斯科耶，直接威脅匈軍退路。匈牙利人只能把當(dāng)?shù)貦C(jī)場(chǎng)的地勤人員投入戰(zhàn)斗。第二天，在更為深遠(yuǎn)的阿列克謝耶夫卡地域，紅軍第40集團(tuán)軍第305步兵師和坦克第3集團(tuán)軍第15坦克軍會(huì)合。在這個(gè)地區(qū)，僅第15坦克軍就俘虜了4630人。至此，收攏在一起的南北兩路紅軍鐵鉗，截?cái)嗔?3個(gè)軸心國(guó)師的退路。