Bản đồ chi tiết chiến dịch Bagration.

Ban đầu, thời gian tấn công được STAVKA dự kiến trong khoảng từ ngày 15 đến 20 tháng Sáu. Vì quy mô lực lượng ở mặt trận quá lớn, công tác đảm bảo hậu cần không theo kịp, nên Stalin quyết định dời ngày bắt đầu chiến dịch đến ngày 23 tháng 6[1][2]. Tuy nhiên, ngày 22 tháng 6 năm 1944, đúng vào ngày Quân đội Đức Quốc xã bắt đầu chiến dịch Barbarossa 3 năm về trước, Hồng quân bắt đầu nổ súng thăm dò trên toàn mặt trận, đồng thời lôi kéo quân Đức ra bố phòng ở các tuyến phòng ngự bên ngoài, tăng hiệu quả sát thương của đợt bắn phá bằng pháo binh trong ngày hôm sau[57]. Riêng ở khu vực đột phá của Phương diện quân Baltic 1, đợt tấn công thăm dò thuận lợi nên phát triển luôn thành cuộc tấn công chính[Gc 23].

Tối ngày 22 tháng 6, Hồng quân bắt đầu làm mềm phòng tuyến đối phương bằng 1.000 lượt xuất kích của lực lượng Không quân chiến lược đánh vào các điểm tập trung quân và các khẩu đội pháo của đối phương. Đúng 5:00 sáng ngày 23 tháng 6, pháo binh tiếp nối không quân bằng loạt pháo chuẩn bị kéo dài suốt 2 giờ ở mật độ gần như bão hoà.[58] Đặc biệt, ở khu vực phòng tuyến đối diện của Phương diện quân Byelorussia 1 và 3, loạt bắn chuẩn bị là "chưa từng thấy trong cả cuộc chiến tranh" - theo lời của lính Đức Quốc xã sau đó[59].

Sau loạt pháo lại đến lượt Không quân tiếp tục oanh kích ở các tuyến trong khi lực lượng của cả bốn Phương diện quân tấn công đột phá ở 6 đoạn chiến tuyến. Ở các khu vực đột phá, các đội công kiên gồm có công binh, bộ binh, pháo binh, có pháo tự hành lần lượt hạ từng ổ hoả điểm. Sau lưng các đội công kiên là thê đội cơ động gồm các Quân đoàn Xe tăng và Cụm kỵ binh-cơ giới hoá sẵn sàng khai thác cửa mở để vận động thọc sâu[60]. Các đợt tấn công của Hồng quân được yểm trợ mạnh mẽ bằng hỏa lực của pháo binh và không quân, đồng thời hệ thống đèn pha và pháo sáng làm lóa mắt quân Đức và soi đường cho các mũi đột phá.[55]

Khu vực Vitebsk-Orsha

Nguyên soái A.M. Vasilevsky (thứ 2 từ trái) và Ðại tướng I.D. Chernyakhovsky (thứ 3 từ trái) thẩm vấn tướng Alfons Hitter (thứ nhất từ phải) và tướng Friedrich Gollwitzer (thứ 2).

Phương diện quân Baltic 1 và Phương diện quân Byelorussia 3 nhận nhiệm vụ tấn công mặt Đông Bắc, mà Vitebsk là vị trí phòng thủ chính của Tập đoàn quân Thiết giáp 3. Ngay ngày đầu tiên, hai Phương diện quân đã chọc thủng tuyến phòng ngự. Phía Bắc Vitebsk, Phương diện quân Baltic 1 đưa Quân đoàn Xe tăng 1 nhập cuộc ngay trong ngày, nhanh chóng đẩy Quân đoàn 9 Đức Quốc xã sang bờ Tây sông Dvina, chặn đường rút của Quân đoàn 53 tại Vitebsk, phát triển về hướng Lepel rồi giải phóng thành phố vào ngày 28 tháng 6. Ở Nam Vitebsk, sau khi đột phá phòng tuyến của Quân đoàn 6 và đánh tan Quân đoàn này, các Tập đoàn quân thuộc Phương diện quân Byelorussia 3 đưa các lữ đoàn xe tăng phối thuộc tràn qua cửa mở. Trong khi Tư lệnh Quân đoàn 53 Đức Quốc xã đang xin phép bỏ lệnh tử thủ, thì 2 Phương diện quân đã nhanh chóng vận động hình thành 2 gọng kìm hợp vây Vitebsk[Gc 24]. Ngày 27 tháng 6, cả hai Phương diện quân hợp lực thanh toán túi Vitebsk chứa 28'000 quân[61], giải phóng thành phố.

Trong thời gian này, hướng Orsha gặp khó khăn. Vì khu vực này án ngữ trục giao thông Moskva-Minsk nên được bảo vệ bởi các đơn vị được trang bị tốt nhất của Quân đoàn 27 thuộc Tập đoàn quân 4 Đức, khiến cho Tập đoàn quân Cận vệ 11 của Phương diện quân Byelorussia 3 tiến rất chậm. Không chờ mở xong cửa đột phá, chỉ huy Tập đoàn quân Cận vệ 11 đưa Quân đoàn Xe tăng Cận vệ 2 qua khu vực đầm lầy ở phía Bắc chính diện đột phá, tìm đường vòng xuống vu hồi Orsha[62]. Bị uy hiếp bao vây nên Tư lệnh Quân đoàn 27 phải rút bỏ Orsha trái lệnh tử thủ của Hitler. Ngày 27 tháng 6 Orsha sụp đổ, Tập đoàn quân Xe tăng Cận vệ 5 và Cụm Kỵ binh - Cơ giới hoá Olikovsky thông đường hành tiến và đến bờ sông Berezina vào ngày 28 tháng 6.

Khu vực Mogilev

Pháo tự hành StuG-III của Đức bị bỏ lại gần Mogilev

Nhiệm vụ chính của Phương diện quân Belorussia 2 là ghim giữ chủ lực của Tập đoàn quân số 4 (Đức) tại khu vực phòng tuyến Mogilev, không cho lực lượng này chuyển sang các hướng khác hay kịp rút về Minsk. Sau đợt pháo bắn chuẩn bị sáng ngày 23 tháng 6 năm 1944, Phương diện quân tấn công dữ dội vào khu vực phòng thủ của Quân đoàn thiết giáp 39 và Quân đoàn 12 - hai quân đoàn mạnh nhất của Cụm Tập đoàn quân Trung tâm. Đến ngày 25, chính diện phòng tuyến đã bị xuyên thủng, đồng thời Tập đoàn quân Thiết giáp 3 lẫn Tập đoàn quân 9 đóng ở hai bên vai đang sụp đổ[63]. Đối diện với nguy cơ bị bao vây, Tư lệnh Tập đoàn quân 4 phải chủ động cho 2 quân đoàn này từng bước lùi về tuyến 2, chỉ để lại một sư đoàn bộ binh giữ Mogilev theo lệnh tử thủ của Hitler[Gc 25]. Sau 4 ngày kịch chiến, Tập đoàn quân 49 của Phương diện quân đã vượt sông Dnepr, cắt đường rút của sư đoàn tử thủ Mogilev. Ngày hôm sau, sư đoàn này bị tiêu diệt, Mogilev được giải phóng. Đại bộ phận 2 quân đoàn Đức Quốc xã kịp lui về bên kia sông Berezina nhưng chưa biết hai cánh chủ công Phương diện quân Belorussia 1 và 3 đang hình thành 2 gọng kìm bọc lưng[65].

Khu vực Bobruysk

Các xe tăng Đức bị bắn hỏng gần Bobruysk

Phương diện quân Belorussia 1 mở 2 cửa đột phá ở Đông và Nam Bobruysk để hình thành 2 cánh hợp vây Tập đoàn quân số 9 Đức Quốc xã. Trong ngày đầu tiên, khu vực Đông Bobruysk tiến triển chậm nên cuối ngày, Rokossovsky ra lệnh tạm ngưng tấn công, tăng cường không kích và bắn phá bằng pháo rồi mở lại cuộc tấn công vào sáng hôm sau. Các đơn vị công binh Hồng quân đã bí mật xây dựng những con đường bằng gỗ băng qua khu đầm lầy phía Đông sông Ptsich; vì thế quân Đức đã bị bất ngờ trước sự xuất hiện đột ngột của Hồng quân tại khu vực này.[16] Với sự hỗ trợ hiệu quả của hoả lực, đến chiều tối thì Tập đoàn quân 3 chọc thủng phòng tuyến, khiến Tư lệnh Tập đoàn quân 9 vội điều lực lượng dự bị duy nhất là Sư đoàn Thiết giáp 20 đến bịt lỗ thủng. Giữa lúc đó Tập đoàn quân số 65 cũng đột phá thành công ở Nam Bobruysk và đưa ngay Quân đoàn Xe tăng Cận vệ 1 vào cửa mở. Lo lắng vì mũi xe tăng, Tư lệnh Tập đoàn quân 9 vội ra lệnh cho Sư đoàn Thiết giáp 20 quay về hướng Nam và bị kẹt giữa loạn quân đang rút lui[66][67]. Tận dụng thời gian, Quân đoàn Xe tăng Cận vệ 1 đưa Thê đội tiên phong đón đánh cầm chân Sư đoàn Thiết giáp 20 để đơn vị chính tiếp tục thọc sâu về Bobruysk. Giữa lúc này, Phương diện quân tung Quân đoàn Xe tăng 9 vào tham chiến qua cửa mở của Tập đoàn quân 3, nhanh chóng vận động hình thành gọng kìm Bắc Bobruysk.

Ngày 26 tháng 6, hai Quân đoàn Xe tăng đã chiếm được cây cầu độc đạo qua sông Berezina, cắt đường rút của Tập đoàn quân 9 Quân đội Đức Quốc xã và tạo tiền đề cho Cụm Kỵ binh - Cơ giới hoá Pliev hành tiến về Slusk để chiếm trục giao thông qua đầm lầy Prypiat. Hôm sau, các Tập đoàn quân bộ binh từ hai hướng cũng kịp hợp điểm, dồn 2 quân đoàn Đức với 40.000 quân[68][69][Gc 26] vào túi phía Đông Bobruysk dưới trận mưa bom của Không quân Xô Viết. Trong ngày 28 tháng 9, khoảng 8-15.000[70][Gc 27] quân chạy thoát nhờ Sư đoàn Thiết giáp 12 được điều từ Cụm Tập đoàn quân Bắc xuống hỗ trợ phá vây, nhưng phần lớn bị mắc lại. Hôm sau, 29 tháng 6, Phương diện quân Belorussia 1 hoàn toàn làm chủ Bobruysk, tiêu diệt 50.000 quân, bắt 20.000 tù binh[72]. Với mục tiêu Bobruysk hoàn thành sớm hơn dự kiến, 2 Quân đoàn Xe tăng tiếp tục dẫn đầu cuộc tấn công thọc sâu về hướng Minsk[Gc 28].