1944年春，烏克蘭第2方面軍實施，擊潰德軍第8軍團和第1裝甲軍團部份兵力。之後又與烏克蘭第1方面軍配合，突破南方集團軍防線，收復大片右岸烏克蘭地區、摩尔达维亚苏维埃社会主义共和国以及進入羅馬尼亞境內。1944年8月，烏克蘭第2方面軍發動雅西-奇西瑙攻勢，德軍損失約22個師，羅馬尼亞則就此退出戰爭。9月，烏克蘭第2方面軍以，佔領羅馬尼亞全境。1944年10月，烏克蘭第2方面軍於德布勒森戰役擊敗南方團軍，並佔領準備進攻布达佩斯的有利位置，隨後在與烏克蘭第3方面軍與多瑙河区舰队配合下發動布達佩斯攻勢，包圍並消滅188,000名軸心國士兵，佔領了匈牙利首都布達佩斯，為朝維也納方向進攻創造了條件。1945年3月至4月，烏克蘭第2方面軍左翼部隊參與維也納攻勢，並與烏克蘭第3方面軍配合完成佔領匈牙利全境，並佔領捷克斯洛伐克、奧地利東部地區和首都維也納的大部分地區。同時，烏克蘭第2方面軍右翼部隊也在喀尔巴阡山脉實施。