Đầu năm 1944, lực lượng phương diện quân phối hợp cùng với Phương diện quân Ukraina 4 thực hiện Chiến dịch tấn công Nikopol–Krivoi Rog, tiến đến sông Inhulets. Tháng 3-4 năm 1944, phương diện quân đã phát động một cuộc tấn công theo hướng Nikolayev-Odessa. Sau khi thực hiện liên tiếp các chiến dịch tấn công Bereznegovatoye–Snigirevka và chiến dịch tấn công Odessa, lực lượng phương diện quân, với sự hỗ trợ của Hạm đội Biển Đen, đã hoàn thành việc giải phóng miền Nam Ukraina, giải phóng một phần đáng kể của Moldavia và tiến chiếm được đầu cầu Dnister.