28 сентября войска генерала Гагена перешли в наступление. Это положило начало Белградской операции. Армия при поддержке авиации прорвала пограничный оборонительный рубеж противника и, преодолев Восточно-Сербские горы, 8 октября вышла к реке Морава и с ходу форсировала ее, захватив на западном берегу два плацдарма. Войска 57-й армии за двенадцать дней наступления в горных условиях продвинулись в глубь югославской территории на 130 км. Дунайская военная флотилия поддерживала наступающие войска и надежно обеспечивала правый фланг армии, производила перевозки войск, боевой техники и различных грузов. Противник сопротивлялся отчаянно, цепляясь за каждый выгодный рубеж, населенный пункт, узел дорог, при отходе взрывал мосты, минировал проходы и устраивал завалы. Гарнизоны опорных пунктов стояли насмерть, сражаясь до последнего человека, даже оказавшись в глубоком тылу наступавших.
На рубеже Клокочевац, Заечар советские войска установили тактическое взаимодействие с дивизиями 14-го армейского корпуса НОАЮ, которым командовал подполковник Йованович. Вместе они должны были содействовать наступлению девяти дивизий 1-й югославской армейской группы генерала Пеко Дапчевича, нацеленной на освобождение столицы.
К этому времени справа 46-я армия, не встречая серьезного сопротивления, очистила югославские земли к востоку от Тисы. Ее 10-й гвардейский стрелковый корпус во взаимодействии с частями НОАЮ на 40-километровом участке вышел к Дунаю северо-восточнее Белграда, форсировал реку и захватил плацдарм в районе Велико-Село. На левом крыле 2-я болгарская армия генерала К. Станчева с 13-м югославским корпусом вышли на ближние подступы к городам Ниш и Лесковац и прикрыли войска 3-го Украинского фронта с юга, а соединения 1-й и 4-й болгарских армий с 16 октября наносили удар в направлении города Штип. На этих же направлениях действовали части НОАЮ.
Выход советских войск к реке Морава, раскдловший группу «Сербия» на две части, оказался неожиданным для германского командования. Воспользовавшись этим, 57-я армия 10 октября успешно форсировала реку и продолжила наступление. Чтобы повысить темпы продвижения на Белград, маршал Толбухин приказал с утра 12 октября ввести в сражение 4-й гвардейский механизированный корпус, имевший более 180 танков и САУ. В директиве штаба фронта особо подчеркивалось, что освобождение Белграда должно осуществляться совместно с войсками НОАЮ, как было согласовано с маршалом Тито.
Механизированный корпус Жданова в тесном взаимодействии с войсками генерала Гагена и НОАЮ стремительно развивал наступление. 12 октября советские танкисты вместе с солдатами 1-го Пролетарского корпуса овладели населенным пунктом Топола, прочно перехватив последнюю коммуникацию противника, ведущую к Белграду с юга. Здесь гвардейцы посадили на свои танки югославских бойцов и 14 октября достигли южных окраин столицы Югославии. Создавалась реальная угроза окружения германских войск, действовавших юго-восточнее Белграда и стремившихся пробиться к нему, чтобы соединиться с белградским гарнизоном и усилить оборону города.
Не прекращая наступление на Белград с юга, 4-й гвардейский мехкорпус нанес удар в юго-восточном направлении, пробиваясь навстречу правофланговым соединениям 57-й армии. К 17 октября юго-восточнее Белграда советские и югославские войска окружили группировку противника, насчитывавшую 20 тысяч солдат и офицеров, а 19 октября завершили ее разгром.
Успеху на белградском направлении способствовали активные действия югославских и болгарских войск в Южной Сербии и Македонии. На нишском направлении войска 2-й болгарской армии, 13-го корпуса НОАЮ и подразделения 1-го гвардейского укрепленного района 14 октября овладели городом Ниш, разгромив 7-ю горнострелковую дивизию СС «Принц Евгений».
Завершающей фазой операции явился штурм Белграда. Чтобы удержать в своих руках столицу, противник привлек части и подразделения нескольких немецких дивизий, сербского добровольческого и русского охранного корпусов, в общей сложности — почти 22 тысячи человек, 40 танков и штурмовых орудий, около 170 орудий и минометов. Германское командование стремилось сковать на подступах к городу крупные силы советских и югославских войск и облегчить тем самым отход частей группы армий «Е» из Греции в Венгрию.
Немцы заранее позаботились об укреплении столицы. Используя благоприятный рельеф местности и пригородные населенные пункты, они построили вокруг Белграда мощную полосу обороны, которая состояла из внешнего и внутреннего оборонительных обводов, насыщенных огневыми средствами и инженерными заграждениями. От Дуная до реки Сава город был опоясан противотанковым рвом, прикрытым плотным артиллерийским огнем и минными полями. На вероятных направлениях атак были сосредоточены группы танков и штурмовых орудий. На улицах и перекрестках были построены железобетонные оборонительные сооружения с системой кругового обстрела. Почти все крупные здания приспосабливались к уличным боям. Каждый квартал представлял собой сильный узел сопротивления.
План совместного штурма Белграда предусматривал нанесение фронтального удара с юга на максимально узком участке фронта, последующее развитие его по расходящимся направлениям, расчленение сил гарнизона и уничтожение его по частям, а также захват мостов на Саве и Дунае. В борьбе за город от советских войск участвовали 4-й гвардейский механизированный корпус, три стрелковые дивизии, три артиллерийские бригады, 16 артиллерийских, минометных и самоходно-артиллерийских полков, а от югославских — восемь дивизий 1-го Пролетарского и 12-го корпусов. Эти силы поддерживала 17-я воздушная армия и корабли Дунайской флотилии.
На 2-километровом участке прорыва были сосредоточены семь мотострелковых батальонов, 170 танков и САУ, 320 орудий и минометов, 24 установки PC. Противник на этом участке оборонялся силами полицейского полка СС трехбатальонного состава.
Бои за Белград, длившиеся с 14 по 20 октября, носили исключительно упорный характер. В первые два дня наступавшим удалось расчленить группировку противника на несколько частей, уничтожить большинство его опорных пунктов на южной и восточной окраинах города. Но его штурм несколько замедлился в связи с тем, что часть сил из города пришлось перебросить на разгром группировки, окруженной юго-восточнее Белграда и пытавшейся прорваться в город.
Для предотвращения разрушений в городе советское командование приняло ряд мер. В частности, было ограничено применение тяжелой артиллерии в ходе уличных боев. В освобожденных кварталах советские саперы сразу же приступали к обезвреживанию мин и фугасов.
К исходу 20 октября советские и югославские войска штурмом овладели крепостью Калемегдан — последним очагом сопротивления немцев в Белграде. В уличных боях противник потерял 10 тысяч убитыми и более 8 тысяч пленными.
С освобождением столицы Югославии операция завершилась.
Белградская операция имела важное политическое и военное значение. В ходе ее была разгромлена армейская группа «Сербия», нанесено поражение значительной части группы армий «Е», освобождены столица Югославии и большая часть Сербии. Группа армий «Е», лишенная возможности отступать по долине реки Морава, вынуждена была отходить по труднодоступным горным дорогам, неся большие потери от непрерывных ударов югославских войск. Освобождение Сербии обеспечило благоприятные условия для действий южного фланга группировки советских войск, наступавших на будапештском направлении. НОАЮ получила возможность образовать сплошную линию фронта. Были созданы благоприятные условия для полного освобождения страны.
