Для организации обороны столицы немецкое командование спешно формировало новые части. В январе – марте 1945 года на военную службу были призваны молодежь и старики. Из них формировались штурмовые батальоны, отряды истребителей танков и части «Гитлерюгенд». Таким образом, Берлин обороняла мощная группировка германских войск, включавшая в себя около 80 дивизий и около 300 батальонов Фольксштурма. Одной из  «находок» немцев в  обороне своей столицы стала танковая рота «Берлин», собранная из  не способных к  самостоятельному передвижению танков. Их  вкопали на  перекрестках улиц и использовали как неподвижные огневые точки на западе и на востоке города. Всего в состав роты «Берлин» входило 10 танков «Пантера» и  12 танков Pz. IV. Помимо специальных оборонительных сооружений в  городе существовали объекты ПВО, пригодные для наземных сражений. Речь идет в первую очередь о  так называемых «флактурмах» – массивных бетонных башнях высотой около 40 м, на крыше которых оборудовались установки зенитных орудий до 128-мм калибра. В Берлине построили три таких гигантских сооружения. Это Flakturm I  в районе зоопарка, Flakturm  II во Фридрихсхайне на востоке города и Flakturm  III в Гумбольтхайне на севере. 

Для проведения Берлинской операции Ставка привлекала 3 фронта: 1-й Белорусский под командованием Г.К. Жукова, 2-й Белорусский под командованием К.К. Рокоссовского и 1-й Украинский под командованием И.С. Конева. В помощь сухопутным фронтам предлагалось использовать часть сил Балтийского флота (командующий – адмирал В.Ф. Трибуц), Днепровской военной флотилии (командующий – контр-адмирал В.В. Григорьев) и части военной авиации. Советские войска значительно превосходили врага, на направлении главных ударов преимущество было подавляющим. Войска, штурмовавшие Берлин, насчитывали, по данным на  26  апреля 1945 года, 464 000 человек и  около 1500 танков. 

Перед сосредоточенными на берлинском направлении войсками советское командование ставило следующие задачи: 1-й Белорусский фронт, нанося главный удар с Кюстринского плацдарма, должен был разгромить противника на подступах к Берлину и на пятнадцатый день после начала операции, овладев городом, выйти к Эльбе; 2-й Белорусский фронт должен был форсировать Одер, разгромить противника и не позднее, чем пятнадцатый день с начала операции овладеть рубежом Анклам – Демин –Мальхин – Виттенберг. Этим войска фронта обеспечивали действия 1-го Белорусского фронта с севера. Перед 1-м Украинским фронтом была поставлена задача разгромить немецкие войска в районе Котбуса и южнее Берлина. На десятый – двенадцатый день после начала наступления войска фронта должны были овладеть Виттенбергом и рубежом, проходящим вдоль Эльбы до Дрездена.

Берлинская операция началась 16 апреля 1945 года наступлением войск 1-го Белорусского и 1-го Украинского фронтов. В полосе наступления 1-го Белорусского фронта была проведена ночная атака с применением зенитных прожекторов. Прожектора ослепили немцев, не давая им прицелиться. Благодаря этому приему советские войска без больших потерь преодолели первую линию вражеской обороны, однако вскоре немцы опомнились и стали оказывать ожесточенное сопротивление. Особенно трудно пришлось у Зееловских высот, превращенных в сплошной узел обороны. Этот укрепленный район удалось взять лишь к вечеру третьего дня наступления, после того как немецкие огневые точки были буквально стерты с лица земли ударами 800 советских бомбардировщиков. К исходу 18 апреля части советских вооруженных сил прорвали оборону противника и начали охват Берлина. Неся огромные потери, особенно в танках, войска 1-го Украинского и 1-го Белорусского фронтов соединились в районе Потсдама, замкнув Берлин в кольцо окружения. А 25 апреля передовые части советской армии встретились на реке Эльбе с американскими патрулями. Произошло соединение союзных армий.

Штурм Берлина начался 26 апреля. Бои в городе велись штурмовыми группами, директивой Г.К. Жукова рекомендовалось включать в состав штурмовых отрядов 8-12 орудий калибром от 45 до 203 мм, 4-6 минометов 82-120 мм. В штурмовые группы входили саперы и «химики» с дымовыми шашками и огнеметами. Танки тоже стали неизменными участниками этих групп. Хорошо известно, что их основным врагом в городских боях в 1945 году стало ручное противотанковое оружие – фаустпатроны. Следует сказать, что незадолго до  Берлинской операции в  войсках проводились эксперименты по экранированию танков. Однако положительного результата они не дали: даже при подрыве гранаты фаустпатрона на экране броня танка пробивалась. В любом случае массовое использование фаустпатронов затруднило использование танков, и, если бы советские войска полагались только на бронетехнику, бои за город стали бы куда более кровавыми. Необходимо отметить, что фаустпатроны применялись немцами не только против танков, но  и против пехоты. Вынужденные идти впереди бронетехники пехотинцы попадали под град выстрелов «фаустников». Поэтому неоценимую помощь в штурме оказала ствольная и реактивная артиллерия. Специфика городских боев заставляла ставить дивизионную и приданную артиллерию на  прямую наводку. 

Невзирая на отчаянное сопротивление противника, советские войска овладели большей частью города и приступили к штурму центрального сектора. С боем были взяты парк Тиргартен, здание гестапо. Вечером 30 апреля начался штурм Рейхстага. Еще шел бой, а над зданием германского парламента взвились десятки красных знамен, одно из которых сержант М. Егоров и младший сержант М. Кантария укрепили над центральным фронтоном. После двухдневного сопротивления 5-тысячная германская группировка, оборонявшая Рейхстаг, сложила оружие. 30 апреля Гитлер покончил с собой, назначив преемником адмирала Денница. 2 мая гарнизон Берлина капитулировал. В ходе штурма гарнизон потерял 150 тыс. солдат и офицеров убитыми. В плен сдались 134.700 человек, в том числе 33.000  офицеров и 12.000 раненых.

В полночь с 8 на 9 мая 1945 года в предместье Берлина Карлсхорсте был подписан акт о безоговорочной капитуляции Германии. С советской стороны акт подписал маршал Жуков, с германской – генерал-фельдмаршал Кейтель. 10-11 мая капитулировала немецкая группировка в Чехословакии, безуспешно пытавшаяся прорваться на запад, чтобы сдаться в плен англо-американским войскам. Война в Европе была завершена. 

Президиум ВС СССР учредил медаль «За взятие Берлина», которой награждено более 1 миллиона воинов. 187 частям и соединениям, наиболее отличившимся при штурме вражеской столицы, присвоено почетное наименование «Берлинских». Более 600 участников Берлинской операции удостоены звания Героя Советского Союза. 13 человек награждены 2-й медалью «Золотая Звезда».