Chiến dịch tấn công hữu ngạn Dniepr
Diễn biến > Giai đoạn thứ hai > Chiến dịch tấn công Uman–Botoşani

Bài chi tiết: Chiến dịch tấn công Uman–Botoşani
Ngày 5 tháng 3, chỉ một ngày sau khi Chiến dịch tấn công Proskurov–Chernovtsy mở màn, Phương diện quân Ukraina 2 do đại tướng I. S. Konev cũng đồng loạt tấn công. Tham gia chiến dịch có các tập đoàn quân xe tăng 2, 6 và cận vệ 5. Trong đó, tập đoàn quân xe tăng 2 do trung tướng I. S. Bogdanov chỉ huy mới được điều động từ lực lượng dự bị chiến lược của Đại bản doanh Liên Xô. Các tập đoàn quân binh chủng hợp thành 27, 52, 53 và cận vệ 4 sau khi hoàn thành chiến dịch Korsun-Shevchenlovsky cũng có mặt trong đội hình tấn công. Đối đầu với họ là 19 sư đoàn Đức thuộc cánh Nam của Tập đoàn quân xe tăng 1, Tập đoàn quân 8 và cánh Bắc của Tập đoàn quân 6 (Đức). Trong đó có 4 sư đoàn xe tăng, 3 trung đoàn xe tăng độc lập, 1 sư đoàn cơ giới. Ngoài ra, còn có 3 sư đoàn thuộc các Tập đoàn quân Romania 3 và 4. Trên tuyến đầu, tướng Otto Wöhler bố trí các sư đoàn xe tăng 11, 14 và trung đoàn xe tăng độc lập 50 được lấy từ lực lượng dự bị chiến lược gồm toàn bộ là xe tăng hạng nặng. Tại mặt trận này, Quân đội Liên Xô có 630.000 quân, 8.800 pháo và súng cối, 670 xe tăng, 551 máy bay. Quân đội Đức quốc xã có khoảng 400.000 quân, 3.540 pháo và súng cối, 450 xe tăng, khoảng 500 máy bay.
Sau một tuần tấn công, ngày 11 tháng 3, Tập đoàn quân xe tăng 2 đánh chiếm Uman, đánh tan 2 sư đoàn xe tăng Đức tại đây. Tập đoàn quân xe tăng 6 đánh chiếm đấu mối đường sắt Khristinovka, Tập đoàn quân xe tăng cận vệ 5 chiếm Ternovka và tiến nhanh về sông Nam Bug. Ngày 15 tháng 3, Tập đoàn quân xe tăng 6 vượt sông Nam Bug ở Ladyzhin và đến ngày 20 tháng 3 đã có mặt ở vùng phụ cận Mogilev-Podolsk. Trên cánh trái, các Tập đoàn quân cận vệ 5 và 7 sau khi vượt quân Novoukrainka và Pomoshnaya đã đánh chiếm Pervomaisk ngày 12 tháng 3. Quân Đức cố chống cự trên sông Nam Bug nhưng chỉ một tuần sau, các lực lượng tiền tiêu của hai tập đoàn quân này đã có mặt trước cửa ngõ Kotovsk.
Ngày 16 tháng 3, các quân đoàn xe tăng 18 và 29 (Tập đoàn quân xe tăng cận vệ 5) vượt sông Nam Bug tại Gaivoron. Ngày 20 tháng 3, xe tăng của Quân đoàn 18 đã vào Kodyma, cắt đứt con đường sắt chiến lược chạy dọc biên giới Ukraina từ Chernovtsy đi Odesssa. Sau khi vượt qua tuyến đường sắt Chernovtsy - Odesssa, mũi tấn công của Tập đoàn quân xe tăng 2 cũng đã chạm đến sống Dniestr ở khu vực Yampol - Soroky. Đòn đột kích này đã cắt đứt đường liên lạc của Tập đoàn quân xe tăng 1 (Đức) với phía Nam và thực chất là bổ đôi mặt trận của Cụm tập đoàn quân Nam (Đức), chia cắt hai cánh quân Nam và Bắc của cụm quân này. Nhận thấy các Tập đoàn quân xe tăng tiến quá nhanh và có nguy cơ bị hở sườn, tướng I. S. Konev lệnh cho Tập đoàn quân cận vệ 5 phải bứt lên phía trước, trong khi đó, Tập đoàn quân cận vệ 7 phải tiến chậm hơn để chờ các Tập đoàn quân cánh phải của Phương diện quân Ukraina 3 theo kịp, cố gắng khép chặt hai bên sườn của hai Phương diện quân.
Nhưng quân đội Đức Quốc xã đã hoàn toàn không còn có thể nghĩ đến chuyện phản công ở Nam Ukraina trong khi đang bận cứu vãn cho số phận của Tập đoàn quân xe tăng 1 (Đức) tại cái túi Kamenets-Podolsky. Tướng Otto Wöhler đã bị lấy đi những sư đoàn xe tăng cuối cùng còn lại để ném lên phía Bắc. Do đó phòng tuyến sông Dniestr của Quân đội Đức Quốc xã cũng nhanh chóng tan vỡ. Ngày 26 tháng 3, Tập đoàn quân xe tăng 2 vượt qua Bălţi, đánh chiếm Botoshani và tiếp cận ngoại vi phía Bắc thành phố Yatsy (Iasi) (Romania). Cùng ngày, Tập đoàn quân 40 đã vượt biên giới, qua sông Prut ở Livkany (Lipcani), nhanh chóng cắt đứt con đường sắt Chernovtsy - Bucarest ở Suchava (Suceava). Tập đoàn quân 27 cũng đã tiến quân trên đất Romania và có cuộc chạm súng đầu tiên ở ngoài lãnh thổ Liên Xô tại Paskani trên sông Seret với các đơn vị tiền tiêu của Tập đoàn quân 4 Romania tại phía Nam. Ngày 26 tháng 3 năm 1944. Moskva bắn pháo hoa cấp 1 chào mừng các tập đoàn quân của Phương diện quân Ukraina 2 là những đơn vị đầu tiên đã tiến ra khôi phục đường biên giới quốc gia Liên Xô năm 1941.