库尔斯克战败后，德国开始向西撤退，并沿第聂伯河重新组织防线，企图阻挡苏联西进，保住乌克兰。

乌克兰素有“欧洲粮仓”之称，重工业非常发达，战略资源极其丰富，因此乌克兰对德国具有重要的战略意义。如果乌克兰失守，德国将失去最重要的原材料基地，再也无法与苏联抗衡。苏联经过两年的残酷战争，人力物力已经调动到了极限，急需补充。乌克兰的解放不仅可以打击德国的战争命脉，还可以大大补充苏联的人力和工业资源。可以说，乌克兰的归属决定了二战的最终结局。因此，双方都在乌克兰集结了前所未有的军事力量。

第聂伯河贯穿整个乌克兰，水量大，河面宽，右岸高，可以控制左岸。左岸坡度缓慢，长距离缓慢，非常有利于作为防御屏障。因此，德国人沿着这条河修建了大量的防御工事。希特勒声称:“第聂伯河是一个巨大的河流屏障，宽度为700-900米，右岸是一个连续的发射点和牢不可破的天然堡垒。俄罗斯人无法战胜第聂伯河，除非它倒流。”

德国在第聂伯河沿岸集结了多达126万军队、12600门大炮、2100辆坦克和2000架飞机。为了夺取乌克兰地区，苏联在空之前还集结了庞大的兵力:265万军队，5.1万门大炮，2400辆坦克，2850架飞机。参加双方战争的军队总数已达400万，比历史上任何一场战役都多。可以说，在这场战斗中，双方赌上了一切。

1943年8月26日，苏联发动了进攻。9月15日，苏联向第聂伯河右岸推进，与左岸德军隔河对峙。由于德军撤退时实行焦土，苏联的许多战略物资没有及时送到前线，渡河的必要条件也缺乏。然而，考虑到德国军队正在不断加强防线，苏联最高统帅部决定渡过第聂伯河，打乱了德国军队的部署。

为了完成渡河行动，苏联甚至动用了空空投部队，但许多空空投部队由于缺乏足够的掩护而遭到空的射击。地面部队也好不到哪里去。由于缺乏足够的船只，一些士兵只能用简单的木筏过河。只是在渡河阶段，苏联付出了30万人的巨大损失，但苏联成功实现了作战目标，德国的部署完全被打乱。苏联前进了300公里，歼灭了20万德军。

到10月2日，德军防线已经完全崩溃，不得不撤退到基辅。10月12日，苏联抵达基辅城下。直到11月6日，由于德军的顽强抵抗，苏联才解放了基辅。之后，德国组织了一系列反击，试图夺回基辅，但都失败了。到了12月22日，筋疲力尽的德国不得不撤退。至此，第聂伯河战役结束。

在这场战役中，苏联付出了120万人伤亡的惨重损失，伤亡人数超过了斯大林格勒。然而，位于第聂伯河左岸的乌克兰大片地区被成功解放并及时得到补充。德国在这场战役中伤亡80万，在乌克兰失去了军事资源，再也无法与苏联抗衡。此后，苏联吹响了全面进攻的号角。