Войска 38-й армии к 14 сентября с боями продвинулись на 23 км, но выполнить поставленные перед ними задачи не смогли. Германское командование развернуло в этом районе 6 пехотных и 2 танковые дивизии.
1-я гвардейская армия 4-го Украинского фронта перешла в наступление 9 сентября, нанося удар в направлении Загуж, Команча. Преодолевая ожесточенное сопротивление, войска армии к 14 сентября прорвали его оборону на фронте до 30 км и продвинулись в глубину до 15 км. И здесь немцы, подтягивая части с других участков, локализовали прорыв.
Конев и Москаленко, чтобы избежать фронтальных атак и выйти в тыл врага, оборонявшегося в районе Дукли, решили перенести усилия с правого на левый фланг, где действовали всего две немецкие пехотные дивизии. Сюда перебрасывался танковый корпус Полубоярова, в котором оставалось 59 танков Т-34 и 9 самоходок СУ-85. Произведя перегруппировку и получив в подкрепление две стрелковые дивизии и истребительно-противотанковую бригаду, 38-я армия нанесла новый удар с утра 15 сентября. Немцы в этот же день силами 1-й и 8-й танковых дивизий перешли в наступление против правого фланга армии. Двое суток длились ожесточенные бои, не принесшие успеха ни одной из сторон. 18 сентября Конев передал 38-й армии 31-й танковый корпус генерала В.Е. Григорьева, имевший 58 танков. Немцев вновь атаковали на правом фланге; на левом — Москаленко нанес удар двумя танковыми и одним стрелковым корпусами и проломил оборону противника в районе Сенявы. По узкому горному проходу танкисты начали выходить в тыл противника, заставив его отвести войска. В итоге тяжелых боев 38-я армия продвинулась еще на 20 км.
Армия Гречко, получив еще один стрелковый корпус, возобновила наступление 16 сентября, а два дня спустя, воспользовавшись ослаблением вражеской группировки в своей полосе, нанесла удар 18-я армия генерала Е.П. Журавлева. Южнее, на левом фланге фронта, перешел в наступление отдельный 17-й гвардейский стрелковый корпус генерал-майора А.И. Гостиловича.
Общий фронт наступления расширился до 300 км. Под ударами 1-й гвардейской и 18-й армий противник начал отход за государственную границу Польши и СССР к перевалам через Главный Карпатский хребет. За пять дней фронт Петрова продвинулся на запад на 30–60 км.
Преодолевая упорное сопротивление и отражая контратаки, передовые части армии Москаленко вместе с кантемировцами 20 сентября ворвались в Дуклю — важный опорный пункт на единственной рокадной дороге вражеской группировки.
Правофланговые соединения 1-й гвардейской армии в тот же день достигли чехословацкой границы в районе села Калинова. Германское командование спешно подтягивало свежие силы, стараясь удержать в своих руках перевалы и дороги.
20–25 сентября советские войска, продвинувшись вперед до 50 км, достигли Главного Карпатского хребта. Переброска немецких войск с территории Словакии облегчила положение повстанцев. Для оказания им помощи в течение сентября в тыл врага были заброшены 8 партизанских групп, оружие и боеприпасы. В ночь на 18 сентября советское командование перебазировало в Словакию на аэродром «Три дуба» чехословацкий истребительный авиаполк из 20 самолетов Ла-5. С 27 сентября была начата высадка на этот же аэродром 2-й воздушно-десантной бригады 1-го Чехословацкого корпуса, подразделения которой сразу же вступили в бой.
С 26 по 30 сентября войска 38-й армии производили перегруппировку и готовились к штурму Дуклинского перевала. Для поддержки пехоты на направлении главного удара выделялись танки и самоходные орудия трех танковых корпусов, которых едва наскреблось на одну бригаду. 30 сентября в 8.20 была произведена короткая артиллерийская подготовка, и войска пошли в атаку. Наступление развивалось медленно, бои были упорны и жестоки. Темпы продвижения составляли 1–2 км в сутки. «Воевать в Карпатах было трудно… — признает маршал Конев. — За месяц войска армии продвинулись на 50 км, и достались они дорогой ценой».
6 октября Чехословацкий корпус при содействии советских 67-го стрелкового и 31-го танкового корпусов овладел Дуклинским перевалом.
Заняв перевал, советские и чехословацкие войска продолжали наступление, но за двадцать дней жестоких боев сумели продвинуться всего на 15–20 км к западу и юго-западу. На подступах к долине реки Ондава наступление застопорилось.
1-я гвардейская армия, наступая на широком фронте, к 18 октября преодолела Главный Карпатский хребет на протяжении 30 км, овладев районом Русского перевала; 18-я армия к этому времени заняла перевалы Ужокский, Верецкий и продвинулась на 5–18 км к югу. 17-й гвардейский стрелковый корпус в этот день взял Сигет на реке Тиса и вошел в соприкосновение с войсками 40-й армии 2-го Украинского фронта. Во второй половине октября 4-й Украинский фронт боевые действия вел уже на юго-западных и южных склонах Восточных Карпат. Однако спуститься с гор оказалось не легче, чем подняться.
Остановив советское продвижение, немцы начали операцию по ликвидации словацких отрядов. После того как повстанцы отвергли ультиматум о прекращении сопротивления, 19 октября германские войска предприняли наступление на партизанскую зону с нескольких направлений силами четырех дивизий, четырех боевых групп и десяти охранных батальонов. В акции участвовала «прославившаяся» резней населения в Варшаве штурмовая бригада оберфюрера Дирлевангера, повышенная в статусе до уровня дивизии СС. 27 октября каратели вступили в Банска-Бистрицу, небольшими группами повстанцы уходили в горы. В течение десяти дней восстание было подавлено. На словацкой территории был установлен оккупационный режим, сотни патриотов были казнены, около 30 тысяч человек отправлены в концлагеря.
Во второй половине октября войска правого крыла 2-го Украинского фронта с боями продвигались в район Ужгорода. Возникла реальная возможность окружения группировки, оборонявшейся перед центром и левым флангом 4-го Украинского фронта. Немцы предпочли отступить. Их преследовали соединения армии Журавлева и 17-го отдельного стрелкового корпуса. 26 октября они освободили крупный промышленный центр Мукачево, а на следующий день — Ужгород.
К концу октября войска 18-й армии и 17-го корпуса на всем участке своего наступления вышли на Венгерскую низменность.
На этом закончилась операция, проведенная из политических мотивов вопреки оперативной целесообразности и целей своих не достигнувшая. В ходе ее Красная Армия полностью освободила Закарпатскую Украину и вышла на территорию Словакии; немецкие войска лишились важного стратегического»рубежа.
Советской стороне лобовой штурм Карпат не приспособленными к ведению наступательных действий в горах войсками обошелся в 126 211 человек убитыми и ранеными — 30% первоначального состава, 478 танков и САУ, 962 орудия и миномета, 192 самолета.
Но зато, едва ступив на землю расчлененной Чехословакии, не откладывая дело в долгий ящик, начали ее делить по новой:
«С освобождением Закарпатской Украины ее народ впервые за многовековую историю получил возможность самостоятельно решать свою судьбу. Состоявшийся 26 ноября 1944 г. в Мукачеве I съезд делегатов народных комитетов Закарпатской Украины принял исторический Манифест, выразивший волю трудящихся Закарпатской Украины воссоединиться с Советской Украиной. Навстречу этому желанию пошли Советский Союз и Чехословацкая республика». Интересно как, если она была под немецкой оккупацией до февраля 1945 года?