Войска 5-й ударной армии в ночь на 23 августа 1944 года прорвали оборону противника, и стремительно продвигаясь вперед, в 17:00 ворвались в столицу Молдавской ССР — Кишинев — и штурмом к 4:00 утра 24 августа освободили город.

20 августа 1944г. советские войска начали наступление мощной артиллерийской подготовкой. Авиация наносила бомбовые и штурмовые удары по опорным пунктам и огневым позициям противника. Огневая система немецких и румынских войск была подавлена, в первый день наступления они потеряли 9 дивизий.
Прорвав немецко-румынский фронт южнее Бендер, соединения 3-го Украинского фронта разгромили брошенные им наперерез оперативные резервы противника и решительно продолжили продвижение на запад. Поддерживая наступление, 5-я и 17-я воздушные армии, которыми командовали генералы С.К. Горюнов и В.Л. Судец, добились абсолютного господства в воздухе. Вечером 22 августа советские танки и мотопехота вышли к Комрату, где находился штаб 6-й немецкой армии, 3-я румынская армия была отрезана от 6-й. Части 2-го Украинского фронта уже 21 августа заняли Ясский и Тыргу-Фрумосский укрепрайоны, а 6-я танковая армия генерал-лейтенанта А.Г. Кравченко двинулась на юг. Противник силами трех дивизий, в том числе румынской гвардейской танковой дивизии «Великая Румыния», организовал контрудар. Но общей ситуации это не изменило. Прорыв русскими войсками немецкого фронта западнее Ясс и их продвижение на юг, — признал Г.Фриснер, — блокировали немецкой армии пути к отступлению. 21 августа Г.Фриснер отдал приказ об отступлении. На следующий день отвод войск группы армий «Южная Украина» разрешило и командование сухопутных сил Германии. Но было уже поздно.
23 августа в 13.00 63-я механизированная бригада из состава 7-го механизированного корпуса ворвалась в село Леушены, где разгромила тылы пехотных дивизий 6-й немецкой армии, захватила пленных и заняла линию Прута в районе Леушены-Немцены.
16-я механизированная бригада, уничтожив противника в районе сел Сарата-Галбена, Карпинены, Лапушна, отрезала немецким войскам путь на запад из лесов восточнее Лапушны. В тот же день 36-я гвардейская танковая бригада овладела переправой через Прут севернее Леово. В полосе наступления 2-го Украинского фронта на западный берег Прута вышли 110-я и 170-я танковые бригады под командованием генерал-майора В.И. Полозкова. Они установили связь с танкистами 3-го Украинского фронта и замкнули кольцо окружения вокруг 18 немецких дивизий. Первый этап стратегической операции был завершен. В течение суток фронт был отодвинут на 80-100 километров. Темп советского наступления составлял 40-45 км в сутки, шансов на спасение у окруженных не оставалось.
Кроме боевых соединений Красной Армии на территории еще оккупированной Молдавии в августе 1944г. сражалось более 20 партизанских отрядов общей численностью свыше 1300 вооруженных бойцов. В их составе имелось всего два десятка офицеров. Это были офицеры военного времени – с минимальной теоретической подготовкой, но богатым боевым опытом.
Партизаны устраивали засады и диверсии, громили оккупационную администрацию и успешно отбивались от карателей. Утром 20 августа партизанские штабы известили отряды по радио о переходе войск двух фронтов в наступление. Перед партизанами была поставлена задача препятствовать отводу войск противника, вывозу материальных ценностей и угону населения. В ночь на 23 августа кишиневская группировка противника начала отход с занимаемых позиций. Войска 5-й ударной армии генерал-лейтенанта Н.Э. Берзарина, преодолевая минные поля и сбивая арьергарды противника, начали преследование. К концу дня части дивизий под командованием генералов В.П. Соколова, А.П. Дорофеева и Д.М. Сызранова, полковника А.Бельского ворвались в Кишинев. Со стороны Оргеева на Кишинев наступали части стрелковых дивизий под командованием генерала М.П. Серюгина и полковника Г.Н. Шостацкого, а из района села Дороцкое по пересеченной местности наступала стрелковая дивизия полковника С.М. Фомиченко. Кишинев был окружен советскими войсками. Город горел: по приказу немецкого коменданта Станислауса фон Девиц-Кребса команда саперов обер-лейтенанта Хайнца Клика уничтожала крупнейшие здания и хозяйственные объекты. После трехчасового боя, — отмечено в боевой сводке, — 89-я дивизия генерала М.П. Серюгина овладела станциями Вистерничены и Петриканы, форсировала р. Бык и к 23.00 вышла к юго-западной окраине Кишинева, к 24.00 заняла села Дурлешты и Боюканы. К 24.00 Кишинев был в основном очищен от войск противника. Однако перестрелки в городе продолжались и ночью.
Освобождение Кишинева было завершено утром 24 августа. В районе сел Лапушна, Стольничены, Костешты, Резены, Каракуй, советские войска окружили остатки 12 немецких дивизий. Колоннами в несколько тысяч солдат и офицеров при поддержке артиллерии и танков они пыталась прорваться в юго-западном направлении. В бою (к северу от Леово) было уничтожено около 700 солдат и офицеров противника, 228 было взято в плен. Тысячи немецких солдат и офицеров при бегстве утонули в Пруте.
Их тела образовали на реке заторы. В районе села Леушены противник удержал переправы, и это позволило ему частью сил просочиться на западный берег Прута. 2-3 сентября и эти остатки врагов были уничтожены в районе городов Хушь и Бакэу. Стремясь прекратить кровопролитие, 26 августа Командующий 3-м Украинским фронтом Ф.И.Толбухин предложил окруженным войскам противника капитулировать. Всем сдавшимся генерал гарантировал жизнь, безопасность, питание, неприкосновенность личного имущества, а раненым — оказание медицинской помощи. Условия капитуляции через парламентеров были переданы командирам окруженных соединений, о них сообщало радио. Несмотря на гуманный характер условий капитуляции, нацисты их отклонили. Однако утром 27 августа, когда срок капитуляции истек и советские войска возобновили огонь, части противника начали сдаваться в плен целыми колоннами. 26 августа войскам 2-го Украинского фронта в полном составе сдались 5 румынских дивизий. 30 августа советские войска вступили в Бухарест. За боевые отличия 126 соединениям и частям сухопутных войск и флота, участвовавшим в Ясско-Кишиневской операции, были присвоены почетные наименования Кишиневских, Ясских, Фокшанских, Рымницких, Констанцких и др.
Потери сторон:
Только согласно официальным данным, в результате Ясско-Кишиневской операции, продолжавшейся с 20 по 29 августа 1944 года, Красная Армия потеряла 67 130 человек, из них 13 197 убитыми, тяжелоранеными и пропавшими без вести.
Объединенные немецко-румынские войска потеряли убитыми, ранеными и пропавшими без вести более 135 000 человек, 208 600 — сдались в плен.
Яссо-Кишиневская операция является, пожалуй, наиболее успешной операцией РККА за всю войну наряду со Сталинградской битвой и операцией «Багратион». Группа армий «Южная Украина» оказалась полностью уничтожена, 22 немецкие дивизии из 25 по итогам сражения были расформированы.