3年3月，托尔布欣再被调职至南方面军（由斯大林格勒方面军重组而成），接替罗季翁·雅科夫列维奇·马利诺夫斯基上将任方面军司令员。1943年4月晋升上将。该方面军在其指挥下参与了（1943年7-8月）、（1943年8-9月）、（1943年9-11月）、下第聂伯河攻势（1943年8-12月）等。1943年9月12日，托尔布欣因顿巴斯战役的战功而被晋升为大将。南方面军在10月20日改名为乌克兰第4方面军，协助已晋升为大将的马利诺夫斯基所统领的乌克兰第3方面军（由西南方面军改名而成）进行第聂伯河-喀尔巴阡山脉