Утром 20 августа войска фронтов при поддержке артиллерии и авиации 5-й и 17-й воздушных армий перешли в наступление. Ударные группировки прорвали главную,
а 27-я армия 2-го Украинского фронта (к середине дня) и 2-ю полосы обороны противника. В полосе её наступления в прорыв была введена 6-я танковая армия.
К исходу 1-го дня войска фронтов продвинулись на 6 - 16 километров.

Во 2-й день в прорыв были введены 2 танковые, 2 механизированные и 1 кавалерийский корпуса.

В ночь на 22 августа корабли Дунайской военной флотилии перебросили морской десант через Днестровский лиман с целью охвата правого фланга 3-й румынской армии. 24 августа подвижные войска фронтов вышли в район Хуши, Леово, завершив окружение 18 из 25 немецких дивизий группы армий "Южная Украина". 46-я армия 3-го Украинского фронта оттеснила войска 3-й румынской армии к Чёрному морю, и она
24 августа прекратила сопротивление.

Дунайская военная флотилия, высадив десанты в устье Дуная, овладела портами Вилково и Килия. К исходу 24 августа советские войска продвинулись на 130 - 140 километров. Используя успехи советских войск, прогрессивные силы Румынии во главе с коммунистами 23 августа подняли антифашистское вооруженное восстание румынского народа, свергли фашистский режим, образовали новое правительство, которое 23 августа объявило о выходе Румынии из гитлеровского блока, а 24 августа объявило войну Германии.

Главные силы советских войск продолжали наступление. 29 августа была завершена ликвидация окруженных войск противника западнее реки Прут. Передовые войска фронтов вышли на подступы к Плоешти, Бухаресту, заняли Констанцу. На этом Ясско-Кишиневская операция завершилась, были освобождены Молдавия и значительная часть территории Румынии.

31 августа войска 2-го Украинского фронта, в составе которых находилась 1-я румынская добровольческая дивизия им. Тудора Владимиреску, вступили в Бухарест, освобожденный румынскими патриотами. Под влиянием победы советских войск
в Ясско-Кишиневская операции усилилась национально-освободительная борьба
в Болгарии и других балканских странах. В ходе дальнейшего наступления советские войска совместно с румынскими войсками 25 октября освободили города Сату-Маре, Карей, завершили освобождение Румынии и вступили на территорию Венгрии. Черноморский флот получил свободу для дальнейших действий на Чёрном море.

Участники боев в Бессарабии 1944 года.