ב-5 ביולי 1943 פתח הצבא הגרמני בהתקפה תחת שם הקוד "מבצע ציטאדלה" (מבצע מצודה). הכוחות הגרמניים, שכללו 3 ארמיות מתוגברות, ניסו ללכוד את כוחות הצבא האדום בבליטת קורסק באמצעות תנועת מלקחיים. ההתקפה הגרמנית בצפון הבליטה לא הצליחה להשיג התקדמות משמעותית, ולאחר חמישה ימי לחימה נעצרה לגמרי, לאחר שהכוחות התוקפים ספגו אבדות כבדות. ב-12 בחודש עברו הכוחות הסובייטיים להתקפת נגד, שתוכננה מראש, על הכוחות הגרמניים שהחזיקו בבליטת אוריול מצפון לבליטת קורסק (מבצע קוטוזוב), ואילצו את הכוח התוקף לחזור לעמדות המוצא שלהם. ההתקפה הגרמנית בדרום בליטת קורסק זכתה להצלחה גדולה יותר, והצליחה לחדור לעומק של למעלה מ-30 ק"מ לפני שנבלמה על ידי כוחות עתודה סובייטיים שהוטלו למערכה, ובראשם הארמייה המשוריינת החמישית של המשמר (הגוורדיה). עד 23 ביולי נאלץ גם הכוח הגרמני בדרום הבליטה לחזור לעמדות המוצא שלו. ב-3 באוגוסט פתח הצבא הסובייטי במתקפה מדרום לבליטת קורסק (מבצע רומיאנצב), ולקראת סוף אוגוסט הצליח לשחרר את העיר חרקוב. במקביל המשיכו הכוחות הסובייטיים במתקפתם מצפון לבליטת קורסק, ועד 18 באוגוסט נאלצו הגרמנים לסגת מכל שטח בליטת אוריול.
אף על פי ששני הצדדים סבלו אבדות כבדות ביותר במהלך קרב קורסק ומתקפות הנגד הסובייטיות שבאו בעקבותיו, התוצאה הייתה ניצחון אסטרטגי סובייטי מכריע. הגרמנים איבדו את היוזמה האסטרטגית בחזית המזרחית ונאלצו לעבור למגננה עד לסוף המלחמה. הייתה זו הפעם הראשונה שהצבא האדום הוכיח את יכולתו להתמודד כשווה מול שווה מול הצבא הגרמני, והצליח לבלום את מתקפת הקיץ הגרמנית. קרב קורסק ידוע גם כקרב הטנקים הגדול ביותר בהיסטוריה. השתתפו בו למעלה מ-6,000 טנקים ותותחים מתנייעים משני הצדדים, שלחמו בשטח מצומצם יחסית.
ההתקדמות לאחר קורסק - כיבושה מחדש של אוקראינה.
לאחר קרב קורסק פתח הצבא האדום במתקפה לכל אורך החזית מסמולנסק דרומה, ועד לסוף ספטמבר הגיעו כוחותיהם עד לנהר הדנייפר כמעט לכל אורכו.
הגרמנים ניסו להקים קו הגנה מבוצר על הגדה המערבית של הדנייפר, והאמינו שיוכלו לעצור שם את המשך ההתקדמות הסובייטית, אך כוחות הצבא האדום הפתיעו אותם, חצו את הנהר תוך כדי תנועה במהלך קרב דנייפר, והצליחו להקים מספר רב של ראשי גשר קטנים בגדה המערבית של הנהר. בראשית נובמבר פרצו הכוחות הסובייטיים מראש גשר בו החזיקו מצפון לעיר קייב וב-6 בחודש שחררו את בירת אוקראינה. למרות התקפת נגד גרמנית מוצלחת באזור העיר ז'יטומיר בדצמבר 1943, הצליח הצבא האדום להשתלט עד לסוף השנה על שטחים נרחבים בגדה המערבית של הדנייפר, והשלים את שחרור כל שטח אוקראינה המזרחית.
הגרמנים התעקשו להחזיק בבליטה בקו החזית באזור העיר קורסון, על הגדה המערבית של הדנייפר, וקיוו להשתמש בה כקרש קפיצה להתקפת נגד, שתהדוף את הצבא האדום אל מעבר לנהר. אולם הסובייטים הקדימו אותם, ובפברואר 1944, במסגרת קרב קורסון-צ'רקסי, כיתרו את הכוחות הגרמניים בבליטה במתקפת מלקחיים שביצעו החזיתות של קונייב וואטוטין. לאחר כשבועיים של קרבות עזים, תוך הדיפת ניסיונות גרמניים לחבור לכוחות המכותרים, השלימו הסובייטים את חיסול הכיס הגרמני. הצבא האדום, אף על פי שגם הוא ספג אבדות כבדות במהלך הקרבות סביב כיס קורסון, ניצל את חולשת קבוצת ארמיות דרום, כדי להמשיך בהתקדמות מהירה מערבה, ובמרס 1944 כבר הגיעו כוחותיו עד לגבולות רומניה.
ההתקדמות ב-1944.
בראשית 1944 עדיין נמצא הצבא הגרמני בעומק מאות ק"מ בשטח ברית המועצות. לקראת סוף אותה שנה הגיע הצבא האדום למרחק קצר מגבולות גרמניה. במהלך המתקפות שביצע הצבא האדום ב-1944 נגרמו לצבא הגרמני ולבעלי בריתו מיליוני אבדות בהרוגים, פצועים ושבויים. הצבא הסובייטי לא הסתפק בשחרור כל השטחים שאבדו לברית המועצות מראשית המלחמה. כוחותיו חדרו עמוק לשטח פולין, והשתלטו על חלק גדול ממדינות הבלקן (רומניה, בולגריה והונגריה).
הצבא האדום, נהנה בשלב זה מעדיפות גדולה בכוח אדם ובציוד כבד על פני הצבא הגרמני בחזית המזרחית, לא ניסה לתקוף לכל אורך החזית, אלא הנחית על הגרמנים שורה של מתקפות, בכל פעם בגזרה שונה. הפיקוד הסובייטי ניצל את העובדה שהיוזמה הייתה בידיו, כדי "להרקיד את הגרמנים לצלילי חלילו". הוא הצליח כמעט תמיד להשיג "הפתעה טקטית", להטעות את הפיקוד הגרמני ביחס למיקום המתקפה הבאה, ולרכז עדיפות כוחות מכרעת בגזרה שנבחרה להתקפה.
1944 נודעה כשנת "עשרת הניצחונות". בינואר הצליחו כוחות הצבא האדום לפרוץ את טבעת המצור הגרמנית סביב לנינגרד, לאחר כשנתיים וחצי של מצור. הצבא האדום יצא למבצע לנינגרד-נובגורוד והגרמנים נאלצו לסגת לגבולות אסטוניה. בראשית מרץ פתחה החזית האוקראינית הראשונה בפיקוד איבן קונייב במתקפת בזק באוקראינה, שהפתיעה לחלוטין את הפיקוד הגרמני, וחדרה עמוק לשטח רומניה, לאחר שחצתה תוך כדי תנועה את הנהרות בוג, דניסטר ופרוט. במהלך החודשים אפריל ומאי השלימו ה"חזיתות" (קבוצות הארמיות) בפיקודם של פטרוב, מלינובסקי וטולבוחין, את שחרור דרום אוקראינה, ואת כיבוש חצי האי קרים. הארמייה הגרמנית שהגנה על קרים סבלה אבדות כבדות, ורק חלק קטן ממנה הצליח להתפנות מקרים בדרך הים. ביוני שוחררו השטחים שנכבשו על ידי צבא פינלנד בקרליה, והתקדמות הצבא האדום יצרה איום על הלסינקי. הממשלה הפינית החלה בגישושים לקראת שביתת נשק עם ברית המועצות וב-19 בספטמבר נחתם הסכם שביתת הנשק, במסגרתו הסכימה פינלנד לנתק את היחסים עם גרמניה, ולדאוג להוצאת כל הכוחות הגרמניים משטחה (מלחמת לפלנד). בהמשך חדרו כוחות סובייטיים לצפון מזרח נורווגיה והשתלטו על נמל קירקנס (Kirkenes) וסביבתו.
ב-23 ביוני 1944 נפתחה מתקפת הקיץ הסובייטית בבלארוסיה (מבצע בגרטיון) בהשתתפות כוחות מ-4 חזיתות. המתקפה הפתיעה לחלוטין את הפיקוד הגרמני, שהיה משוכנע שהצבא האדום מתכוון להמשיך לתקוף בדרום, בשטח אוקראינה, וריכז שם את עתודותיו הניידות. הכוחות הסובייטיים, שהתקדמו במהירות רבה, שיחררו את כל שטח בילרוסיה, חדרו עמוק לפולין והגיעו עד למרחק קצר מוורשה. במהלך המתקפה הסובייטית הושמדו 25–35 דיוויזיות גרמניות מקבוצת הארמיות מרכז, ומאות אלפי חיילים גרמנים נפלו בשבי. ביולי פתחו כוחותיו של קונייב במתקפה מקבילה, במהלכה השלימו את שחרור אוקראינה המערבית, כבשו את הערים לבוב ולובלין, הגיעו אל נהר הוויסלה מדרום לוורשה, ואף הצליחו לתפוס ולהחזיק ראש גשר גדול בגדה המערבית של הנהר.
לאחר עצירת ההתקדמות הסובייטית בפולין העביר הפיקוד הסובייטי את המאמץ העיקרי שלו דרומה, לאזור הבלקן. ב-20 באוגוסט תקפו הכוחות הסובייטיים את הכוחות הגרמניים והרומניים, שהגנו על קו נהר הסיראט בצפון רומניה. עד סוף החודש התמוטטה קבוצת ארמיות דרום הגרמנית כליל, ויותר מ-400 אלף חיילים נפלו בשבי, כולל מרבית הארמייה השישית הגרמנית, שהוקמה מחדש לאחר סטלינגד. כוחות הצבא האדום התקדמו במהירות דרומה. בוקרשט נפלה ב-31 באוגוסט, וב-2 בספטמבר נכבשו שדות הנפט של פלויישטי, מקור הנפט הגולמי העיקרי של גרמניה הנאצית.
בראשית ספטמבר נכנסו כוחות הצבא האדום לבולגריה ללא התנגדות, ותוך מספר ימים הוקמה שם ממשלה חדשה, שמיהרה להכריז מלחמה על גרמניה. הכוחות הסובייטיים המשיכו בהתקדמות מהירה דרך בולגריה, נכנסו לצפון יוגוסלביה, חברו עם צבא הפרטיזנים של טיטו, וב-20 באוקטובר שחררו את בלגרד.
באוקטובר חדרו הכוחות הסובייטיים להונגריה המזרחית, אך התקדמותם הואטה מאוד, לאחר שנתקלו בהתנגדות עזה של כוחות הונגריים וגרמניים מתוגברים. בודפשט נכבשה על ידי הצבא האדום רק בראשית פברואר 1945 לאחר קרבות קשים, וכיבוש הונגריה הושלם בסוף מרץ 1945.
המתקפה המשמעותית האחרונה של הצבא האדום ב-1944 הונחתה בגזרה הצפונית. בספטמבר הצליחו הכוחות הסובייטיים לכבוש מחדש את רוב שטחן של המדינות הבלטיות (אסטוניה, לטביה וליטא), אך כוח גרמני חזק, קבוצת ארמיות צפון, החזיק מעמד באזור חצי האי קורלנד עד לסוף המלחמה, שאז הלך לשבי כגוף אחד, יחד עם כל מפקדי הכוח, ובראשם גנרל קרל הילפרט.
מהוויסלה עד ברלין.
ב-12 בינואר 1945 פתחו הסובייטים במתקפה על הכוחות הגרמניים, שהחזיקו בפרוסיה המזרחית ובפולין (מבצע ויסלה-אודר). כוחותיהם של המרשלים ז'וקוב, קונייב, רוקוסובסקי וצ'רניאחובסקי התקדמו במהירות רבה תוך השמדת חלק גדול מ-6 הארמיות הגרמניות שעמדו מולם. לקראת סוף מרץ 1945 השלים הצבא האדום את השתלטותו על כל השטח שממזרח לנהרות אודר ונייסה, וכוחותיו התייצבו בעמדות זינוק לקראת המתקפה הסופית על הבירה הנאצית, ברלין. כוחות נוספים השמידו את הכוחות הגרמניים שהחזיקו בהונגריה ובאוסטריה וכבשו את בודפשט ואת וינה.
ב-16 באפריל 1945 פתחו הכוחות הסובייטיים במתקפה הסופית על ברלין. למרות התנגדות נואשת של הכוחות הגרמניים שהגנו על מרחב ברלין, הצליחו 3 החזיתות הסובייטיות שהשתתפו במבצע להבקיע את מערכי ההגנה, שהגנו על דרכי הגישה לברלין, והגיעו לפרברי העיר ב-21 באפריל. ב-25 באפריל הושלם כיתורה של ברלין על ידי כוחותיהם של ז'וקוב ושל קונייב, כשאדולף היטלר עודו בתוכה. הלחימה בתוך ברלין ערכה כ-10 ימים, במהלכה סבלו הכוחות התוקפים אבדות כבדות. רק ב-2 במאי, לאחר התאבדותו של היטלר, נכנעו שרידי הכוחות הגרמניים שהגנו על העיר. ב-9 במאי חתמו נציגי הפיקוד העליון הגרמני על הסכם הכניעה הרשמי, אך כוחות קבוצת ארמיות מרכז בצ'כוסלובקיה, המשיכו להילחם עד 11 במאי.
המלחמה נגד יפן.