Puna-armeija alkoi lähestyä Viroa murrettuaan Leningradin saartorenkaan. Elokuussa 1944 puna-armeijan joukot saapuivat Tarttoon etelästä Peipsijärven eteläpuolelta. Tällä kertaa taistelu kaupungista oli ankarampi kuin 1941. Saksalaiset polttivat kaupunkia vetäytyessään. Keskikaupunki jäi puna-armeijan haltuun 25. elokuuta. Saksalaiset onnistuttiin ajamaan Emajoen takaa vasta 17. syyskuuta. Taisteluissa ja tykistön tulituksessa kaupungista raunioitui kaksi kolmasosaa, muun muassa kaikki sillat, Armas Lindgrenin suunnittelema Vanemuine-teatteri. Myös Raadin kartano, jossa toimi Viron kansallismuseo, tuhoutui. Yliopisto ja raatihuone sen sijaan säästyivät.