1944年5月31日苏联大本营下达了关于巴格拉季昂行动的基本指示。该计划把各方面军限制在可实现的目标上，最初的目标是明斯克以西，据出发地域不超过150公里。而在实际进攻中，巴格拉季昂的巨大成功使苏军指挥官放松了警惕，他们不得不在战斗中修改计划以将更深远的目标包括进来。
到1944年6月20日为止，参加巴格拉季昂战役中的四个方面军，除开白俄罗斯第一方面军的左翼，共有14个合成集团军，1个坦克集团军，4个空军集团军，118个步兵师和两个步兵旅（编成40个步兵军），7个筑垒地域，2个骑兵军（辖6个骑兵师）和大量支援火炮部队，总数达到1,254，300人，4070辆坦克和自行火炮，24,363门火炮，5,327架飞机，另有1007架飞机将执行远距作战任务。白俄罗斯第一方面军的左翼有416,000人，1,748辆坦克和自行火炮，8,335门火炮和迫击炮，1,456架飞机，包括5个合成集团军，1个坦克集团军，1个空军集团军，36个步兵师（编成11个步兵军），2个骑兵军，4个坦克和机械化军。
6月21日和22日夜间，苏军猛烈轰炸了德军后方地区，同时侦察营开始进入布防稀疏的德军前沿一点点拔除障碍。真正的主攻在23日开始。由于侦察部队的努力，苏军并没有进行长时间的炮火准备。组织良好的进攻部队由坦克自行火炮和步兵组成，得到炮兵和空军的支援。装着犁的工兵坦克作为先导在雷场中为后续部队开辟道路。晚上，探照灯和照明弹令德军睁不开眼，继续引导苏军的推进。
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德军团属反坦克连装备的50mm反坦克炮对T-34以及更重型的坦克的前装甲基本无能为力。因此德军步兵用反坦克地雷、炸药包、铁拳以及其他类似的近程武器来打击敌人。绝大多数苏军指挥官都会绕开孤立的德军据点继续向后方突击。苏军装甲部队的闪电攻势在第65、第48和第3集团军大量部队的配合下，将德第35步兵军、41装甲军一部和第20装甲师装进了博布鲁伊斯克及其东南地域的口袋中。试图逃出升天的溃兵在拥挤的铁路节点季托夫卡（Titovka）被苏联空军无情的消灭了，只有最坚韧和最幸运的人才能侥幸逃脱这场屠杀而向西北逃离该城。当然，能够逃脱的一部分原因是苏军指挥官开始催促部队继续向西和西北方向的明斯克前进。
不断传来的坏消息使德第4集团军开始缓缓退向第聂伯河畔的莫吉廖夫。到1944年6月27日格里申的部队从城的南北两侧渡过了第聂伯河。绝望的守军企图撤向同样处在苏军威胁之下的明斯克。但是希特勒命令莫吉廖夫必须战至最后一人。有一部分部队执行了这个命令，更多的人则继续撤退。那些向西逃窜的部队经历了维帖布斯克和博布鲁伊斯克城下一样的苦难，当他们逃出莫吉廖夫的战术包围圈后却最终落入更大的明斯克战略包围圈。无论德军在何处陷入包围，希特勒毫无例外的下令城市必须要塞化并战斗至最后一人。大多数情况下这些城市里都是连地窖都没有的木头房子，在这样的城市里根本不可能进行有效的防御。战争到了这个阶段，有经验的德军团级以下军官已经学会避免进驻任何有可能被宣布成为要塞的城镇，如果碰巧进入这种无法防守的城市，德军会倾尽全力离开那里。
至6月27日，德军防线上已被撕开两个大口子：一个在北边第3装甲集团军和第4集团军之间；另一个在南边第4集团军和陷入困境的第9集团军之间。苏军近卫第5坦克集团军的两个坦克军、独立近卫第3机械化军通过第一个缺口向前突击，坦克纵队沿平行的道路前进以期找到别列兹纳河上可使用的渡口。苏军的骑兵机械化集群则冲进了南边的口子，渡过普季奇河突向斯卢茨克，并于29日日中占领该城。
德军只是通过铁路和公路调来少量的机械化部队。在鲍里索夫下火车的第5装甲师连同一些只有轻武器的后方警备部队试图封闭第3装甲集团军和第4集团军之间的缺口，但是他们所能做的只不过是埋伏在树林或者村庄里近距离伏击苏军的先头部队。这种战术只能迟滞苏军几个小时，一旦苏军指挥官找到其他道路他们就会绕开防守继续前进。1944年7月2日，德军在明斯克及周边地区只有少数几个不满员的团。苏军只用了一个上午就控制了明斯克。在南方，绝望的德国守军的残部在两个苏军坦克军封闭包围圈后仍不断试图突围。苏军在这里包围了第9集团军的70,000人。尽管第12装甲师的一个战斗群在1944年6月30日的坚决反击从救出了10000名丢弃武器的德军，但是第9集团军基本上被歼灭，剩下的60,000人在苏联空军猛烈轰炸下投降了。在战役开始时德第6航空队在这一地区只有45架战斗机。由于缺乏油料和飞机，在强大的苏联空军面前他们什么忙也帮不上。
1944年6月苏军一个巨大的包围圈在明斯克以东套住了德国第4集团军大部。到1944年7月8日，白俄罗斯第三方面军、近卫第5坦克集团军和近卫第11集团军展开消灭守军和粉碎德军突围企图的战斗，同时继续向涅曼河岸进军。在罗特米斯特罗夫的坦克的支援下，包围圈的歼灭战一直持续到1944年7月13日。6月22日至7月4日的12天内，中央集团军群就损失了25个师超过300,000人，在接下来的几周内它又损失了100,000人。苏军的脚步在7月底终于慢下来了，装甲矛头疲惫不堪而且战损严重。8月2日和3日，德第4装甲师和党卫军维京师也投入了反击。在接下来3天的苦战中，第3坦克军损失严重，第8近卫坦克军也承受着巨大压力。到8月5日，第47集团军的部队到达这一地区。第2坦克集团军后撤休整。德军的防线才稳定下来。
巴格拉季昂行动超过30个德国师被歼，余下的师也遭受重创。德国最大的中央集团军群所剩无几，南乌克兰集团军被重创，苏军机械化部队推进超过300公里。红军已来到第三帝国的边境了。在这两个月间德国人力资源的损失是惊人的。中央集团军群损失了接近450,000人，尽管从两翼获得了增援，仍从888,000人下降到445,000人。其他集团军群也损失了100,000人。苏军230万的部队中有178507人阵亡或失踪，587308人负伤；此外在战斗或运输中损失了2,957辆坦克和自行火炮，2,447门火炮。在利沃夫-桑多梅日战役中，苏军又65,001人阵亡或失踪，224,295人受伤，损失了1,269辆坦克和自行火炮，1,832门火炮。