В состав северной ударной группировки входили 3-я и 48-я армии и 9-й танковый корпус, имевший 251 танк и САУ; южной — 65-я и 48-я армии, КМГ и 1-й гвардейский танковый корпус — 526 боевых машин. Днепровская флотилия должна была поддерживать наступление 65-й армии генерал-лейтенанта П.И. Батова и переправлять войска 48-й армии генерал-лейтенанта П.Л. Романенко через Березину. На правом крыле фронта было сосредоточено около 10 000 орудий и минометов и 850 пусковых установок, что позволило иметь 225 и более стволов на 1 км.
Воздушное прикрытие операции обеспечивали 2033 самолета, в том числе 932 истребителя 16-й воздушной армии генерал-полковника С.И. Руденко.
Оборонялась на бобруйском направлении 9-я армия противника (10 пехотных дивизий) под командованием генерала Ганса Йордана и две дивизии 4-й армии, имевшие 2600 орудий и 110 штурмовых орудий.
Главная сложность предстоящего наступления заключалась в том, что войскам предстояло действовать в труднопреодолимой лесистой и сильно заболоченной местности, которую пересекали притоки реки Припять, особенно на паричиском направлении. Войска напряженно учились преодолевать болота и речки на подручных средствах, ориентироваться в лесу, строили гати и осваивали «мокроступы» — болотные лыжи из лозы. Германское командование меньше всего ожидало удара в этом районе, поэтому немецкая оборона носила здесь очаговый характер.
Рокоссовский и Жуков устроили между собой своеобразное соревнование. Командующий фронтом контролировал действия южной ударной группировки, представитель Ставки — северной. «…Жуков, в свое время горячо отстаивавший идею главного удара с днепровского плацдарма 3-й армии, отправился туда. Уезжая, Георгий Константинович шутя сказал мне, что они с Горбатовым подадут нам руку через Березину и помогут вытащить войска из болот к Бобруйску. А вышло-то, пожалуй, наоборот», — вспоминает Рокоссовский.
Прорыв начался 24 июня. Накануне была проведена разведка боем, но так как три других фронта уже вели наступление, немцы привели свои войска в полную боевую готовность, и передовые батальоны были встречены сильным огнем и многочисленными контратаками и успеха не имели.
В ночь перед началом прорыва 16-я воздушная армия и авиация дальнего действия нанесли сильные бомбовые удары по главной полосе обороны.
В 4.55 началась артиллерийская подготовка. Хотя противник ожидал ее, но сила огня артиллерии и удары авиации потрясли его до основания, особенно на направлении действий южной ударной группировки. Под грохот «артиллерийской музыки» саперы крепили гати.
Войска 65-й и 28-й армий перешли в атаку в 7 часов утра при поддержке двойного огневого вала и штурмовой авиации. Вслед за пехотой по бревенчатым настилам через болота двинулись танки непосредственной поддержки, артиллерия и самоходно-артиллерийский полк. К 13 часам части Батова преодолели все пять линий траншей и продвинулись до 5–6 км. Чтобы развить успех и отрезать немцам пути отхода из Бобруйска, командарм ввел в сражение 1-й гвардейский Донской танковый корпус генерал-майора М.Ф. Панова. Благодаря этому 65-я армия, а также 28-я армия генерал-лейтенанта А.А. Лучинского в первый день наступления продвинулись вперед до 10 км и увеличили прорыв до 30 км по фронту, а танковый корпус с боями преодолел 20 км.
Эта «высокая проходимость» русского солдата и его «чрезвычайная близость к природе» вызывала у противника прямо мистические чувства: «Для него просто не существует естественных препятствий: в непроходимом лесу, болотах и топях, в бездорожной степи — всюду он чувствует себя как дома. Он переправляется через широкие реки на самых элементарных подручных средствах, он может повсюду проложить дороги. В несколько дней русские строят многокилометровые гати через непроходимые болота; зимой колонны в сто шеренг по десять человек в каждой направляются в лес с глубоким снежным покровом; через полчаса на смену этим людям приходит новая тысяча, и через несколько часов на местности, которая у нас на западе считалась бы непроходимой, появляется протоптанная дорога. Неограниченное число солдат позволяет обеспечить переброску тяжелых орудий и другой боевой техники по любой местности без всяких транспортных средств».
Соединения северной ударной группировки смогли вклиниться в оборону противника только на 2–4 км. Войска 3-й армии генерал-лейтенанта А.В. Горбатова встретили упорное сопротивление. Отбивая непрерывные контратаки противника, они овладели лишь первой и второй траншеями и вынуждены были закрепиться. Сказались на результатах атаки и трудности, связанные с преодолением заболоченной поймы реки Друть. «Вечером 24 июня, — вспоминает Рокоссовский, — мне позвонил Жуков и с присущей ему прямотой поздравил с успехом, сказав, что руку Горбатову придется подавать нам с южного берега Березины».
С утра 25 июня генерал Горбатов ввел в сражение две танковые бригады 9-го танкового корпуса генерал-майора Б.С. Бахарова. Совершив маневр по лесисто-болотистой местности, танкисты, поддержанные тремя авиационными корпусами (!), завершили прорыв главной полосы и вышли ко второй.
В полосе наступления 28-й армии во второй половине дня в прорыв вошла конно-механизированная группа под командованием генерала Плиева, с которой взаимодействовали два авиационных корпуса. Таким образом, в дело вступили около 900 танков и самоходных установок.
26 июня Горбатов, а вернее, Жуков, находившийся на командном пункте 3-й армии и лично инструктировавший генерала Бахарова, бросил вперед весь 9-й танковый корпус с задачей прорваться в глубокий тыл противника, захватить Старицы и перерезать шоссе Могилев—Бобруйск. (Жуков, по наблюдениям генерала Чистякова, тоже был «незлопамятным»: «К слову говоря, мне не раз приходилось встречаться с Г.К. Жуковым, и я, кажется, немного изучил некоторые особенности его характера. Все мы знали, что, если маршал Жуков приедет в хорошем настроении, все равно распечет за какое-либо упущение, которое заметит, и уедет сердитый. А если приедет в плохом, распечет, но уедет в хорошем. При всем том маршал Жуков всегда являл нам пример незлопамятности». Главное — всех поставить раком и показать, кто есть начальник.)
Армия Батова к концу третьего дня наступления вышла на подступы к Бобруйску, а армия Лучинского освободила Гусев. Группа Плиева вышла к реке Птичь в районе Глуска и местами форсировала ее. Танковый корпус Панова перерезал дороги, идущие от Бобруйска на запад. Войска 9-й немецкой армии оказались обойденными с северо-запада и юго-запада. Противник начал отход, но было уже поздно.
27 июня 9-й и 1-й гвардейский танковые корпуса замкнули кольцо вокруг бобруйской группировки противника. В окружение попало 6 дивизий 35-го армейского и 41-го танкового корпусов — 40 000 солдат и офицеров, большое количество вооружения и техники. Часть войск фронта получила задачу ликвидировать окруженную группировку, главные же силы продолжали развивать наступление на Осиповичи и Слуцк. Вслед за подвижными войсками 3-я и 28-я армии выдвигались на внешний фронт окружения, а 48-я и 65-я — на внутренний.
Генерала Йордана Гитлер заменил Николаусом фон Форманном. Последнему досталось незавидное наследство: основная часть 9-й армии была к этому времени окружена в Бобруйске и на восточном берегу Березины.
Правда, северо-западный участок внутреннего фронта в это время прикрывался лишь частями двух танковых корпусов, так как стрелковые соединения подойти еще не успели. Именно на этом участке немцы начали подготовку к прорыву, чтобы соединиться с войсками 4-й армии и создать вместе с ней оборону на Березине и подступах к Минску. Во второй половине дня противник предпринял в районе Титовки до пятнадцати атак, стремясь пробиться на север: «…самая неистовая атака разыгралась перед фронтом 444-го и 407-го полков. В этом районе были сосредоточены в основном силы нашего артиллерийского полка. Не менее 2 тысяч вражеских солдат и офицеров при поддержке довольно сильного орудийного огня шли на наши позиции. Орудия открыли огонь по атакующим с дистанции семьсот метров, пулеметы — с четырехсот. Гитлеровцы шли. В их гуще разрывались снаряды. Пулеметы выкашивали ряды. Фашисты шли, переступая через трупы своих солдат. Они шли на прорыв, не считаясь ни с чем… Это была безумная атака… Мы видели с НП жуткую картину», — вспоминал командир 108-й стрелковой дивизии генерал П.А. Теремов.
Воздушная разведка обнаружила, что противник стягивает бронетехнику, автомашины и артиллерию на дорогу Жлобин—Бобруйск. В сложившейся обстановке представители Ставки Жуков и Новиков решили сорвать намерения немцев с помощью массированного применения всей имеющейся авиации. В 19.15 первые группы бомбардировщиков и штурмовиков 16-й воздушной армии генерал-полковника С.И. Руденко начали наносить удар по голове вражеской колонны, а последующие — по остановившимся на дороге автомашинам. В течение полутора часов 526 самолетов группами по 26–30 машин наносили непрерывные удары по окруженным войскам, нанеся им огромный урон и окончательно деморализовав. Бросив всю технику, немцы пытались пробиться в Бобруйск, но попадали под фланговый огонь 105-го стрелкового корпуса 65-й армии. К этому времени подошли войска 48-й армии Романенко и ударами с нескольких направлений к 13 часам 28 июня в основном уничтожили окруженную группировку противника. Немецкий 35-й армейский корпус перестал существовать, в числе сдавшихся в плен оказался его командир генерал фон Лютцов, командир 134-й пехотной дивизии генерал Филипп покончил с собой.