11月4日，苏军统帅部大本营经研究命令马利诺夫斯基元帅尽快将方面军中央和右翼军队撤至蒂萨河岸，以便加宽进攻地带，从而达到北面和东北面实施突击，与左翼军队协同，粉碎德军布达佩斯集团。乌克兰第2方面军执行了这一颇具影响的命令，便于同年11月11日再次发起进攻，在长达16天之久的作战中，却未能在城市以东分割和粉碎德军布达佩斯集团。鉴于部队连续进攻3个多月已疲惫不堪，秋季道路泥泞难行，交通线过长，弹药的运送很不及时，及德军顽强抵抗等诸多因素，马利诺夫斯基司令员要求暂停进攻，并获得苏军最高统帅部大本营的许可。
12月5日，乌克兰第2方面军重新开始进攻。其左翼和中央连续5天企图从北面和西南面实施迂回，以围歼敌军集团，但未能奏效。第46集团军强渡多瑙河后，在西岸夺取了一个不大的登陆场，但由于兵力不足，未能从西南进逼布达佩斯。这样，以一个方面军攻占布达佩斯的第三次尝试又未成功。不过，乌克兰第2方面军解放了蒂萨河与多瑙河之间地带，切断了敌军布达佩斯集团向北退却之路。
在乌克兰第3方面军第57集团军强渡过多瑙河之后，在西岸巴蒂纳和阿帕廷两地域夺取了登陆场。一直到12月9日前，集团军已前出到巴拉顿湖以南地域。从11月下半月起编入该方面军的近卫第4集团军开始在多瑙河右岸投入战斗，并与乌克兰第2方面军第46集团军会师。从此，苏军有了向敌军布达佩斯集团后方实施突击的可能。
苏军部队对布达佩斯实施合围。12月12日，苏军最高统帅部大本营颁布关于乌克兰第2。第3方面军同时围歼布达佩斯集团的训令。在多瑙河西岸作战的第46集团军转隶乌克兰第3方面军。
而此时的苏、德两军的情况大体是这样的：乌克兰第2方面军有39个步兵师、2个坦克军、2个机械化军、2个骑兵军。2个筑垒地域、14个罗马尼亚师。乌克兰第3方面军（第46。第47集团军和近卫第4集团军）有31个步兵师、1个海军陆战旅、1个坦克军、2个机械化军、1个骑兵军和1个筑垒地域。在该方面军编成内作战的还有保加利亚第4集团军。空军第5、第6集团军航空兵和多瑙河区舰队舰艇负责对方面军地面进攻行动实施火力支援。南斯拉夫第3集团军在乌克兰第3方面军以南行动。苏军两个方面军当面的敌人为南方集团军群和F集团军群一部，共引个德国师和匈牙利师另2个旅，其中包括9个坦克师、4个摩托化师、1个摩托化旅、1个骑兵旅以及第4航空队的大量航空兵。
与此同时，苏军最高统帅部大本营给乌克兰第2方面军下达的命令是由沙希地域向凯贝尔库斯特总方向实施突击，在奈斯梅伊、埃斯泰尔戈姆地段进抵多瑙河，阻止布达佩斯集团向西北退却。与此同时，方面军应以部分兵力从东面向布达佩斯进攻。乌克兰第3方面军受领的任务是，由韦伦采湖地域向北面，即向比奇凯方向实施突击，在埃斯泰尔戈姆、奈斯梅伊地域进抵多瑙河岸，并与乌克兰第2方面军会合，切断布达佩斯集团西退之路。方面军的部分兵力应由比奇凯地域向布达佩斯进攻，并与乌克兰第2方面军协同攻占该市。乌克兰第3方面军还应在布达佩斯以西及其西南50～60公里处构成对外正面。
12月20日，苏军对敌军布达佩斯集团再次发起进攻，进展顺利。至12月26日日终前，乌克兰第2、第3方面军在埃斯泰尔戈姆地域会合，完成了对敌军布达佩斯集团的合围。尽管敌军在坦克方面居优势，但苏军乌克兰第3方面军在激烈的战斗中不仅阻止了楔人其防御的德军反突击集团的进攻，而且将该集团逐回出发阵地。乌克兰第2方面军一部1945年1月上半月对科马尔诺的进攻，对破坏敌军反突击起了很大作用。
从1944年12月27日至1945年1月18日，苏军进行了解放首都东部——佩斯的战斗，从回月22日至2月13日进行了解放首都西部——布达的战斗。城内战斗由专门组建的布达佩斯集群进行。此役全歼德军18.8万人的集团，解放了布达佩斯。
在艰苦的布达佩斯之战结束后，为了对维也纳方向实施强有力的进攻创造可实现胜利的条件，苏军抽调出大量的兵力，而德军布达佩斯集团遭苏军围歼后，南斯拉夫境内敌军交通线便处于苏军的直接威胁之下，致使德军统帅部被迫作出了加速撤退军队的决策。
苏军乌克兰第2、第3方面军于1945年2月13日结束布达佩斯战役后，即着手准备向维也纳方向发展进攻。德军统帅部拚命抓住每一小块土地不放，企图赢得时间以逃避彻底的毁灭。2月月中，德军统帅部从西线阿登山脉抽调装备有最新式坦克的党卫军坦克第6集团军至巴拉顿湖地域，为转入反攻准备条件、在乌克兰第3方面军（近卫第4集团军，第26、27、57集团军，空军第门集团军及作战上隶属方面军的保加利亚第1集团军）当面，敌人集中了南方集团军群和E集团军群所属对个师（其中10个坦克师）、5个战斗集群、1个摩托化旅、4个强击火炮旅，计有官兵43.l万人、火炮5630门、坦克和强击火炮877辆（门）、装甲输送车900辆、飞机850架。敌军在坦克和强击火炮方面占优势，总数为苏军的21倍。德军统帅部妄图粉碎乌克兰第3方面军，恢复多瑙河防御，继续盘踞匈牙利的石油产地，消除对奥地利工业区和德国南部工业区的威胁。苏军最高统帅部大本营以乌克兰第3方面军实施顽强而积极的防御，疲惫和消耗敌军突击集团，尔后向维也纳方向发展进攻。方面军编成内计有37个步兵师、6个保加利亚步兵师、2个坦克军、l个机械化军、l个骑兵军，共有官兵约40.7万人、火炮7000门、坦克和自行火炮407辆（门）、飞机965架。方面军的战役布势为两个梯队。第一梯队由近卫第4诸兵种合成集团军、第26、第57集团军编成，第二梯队为第27集团军，而近卫第1机械化军、近卫第5骑兵军步兵第84师和6个炮兵旅为方面军预备队。方面军的基本兵力集中在敌主力可能进攻的近卫第4集团军和第26集团军的防御地带。防御计划拟定了数种行动方案，并根据敌军可能实施的突击情况，在现地一一进行过实兵演练。在陆军防御作战中，由乌克兰第3方面军所属空军第门集团军和乌克兰第2方面军所属空军第5集团军一部实施火力支援。
被苏军打得焦头烂额的德军处境愈来不妙，长此以往，极有覆灭的危险，为了求得缓气之机，于3月5日夜组织了一场较为猛烈的进攻。而苏军寸土必争，进行了顽强殊死的防御。激烈战斗持续了10天10夜，双方参战兵力超过80万人、火炮12500余门，坦克和强击火炮约1300辆（门）、飞机1800余架。苏军广泛机动预备队和炮兵，各部队和兵团坚忍不拔，积极防御，致使敌人一筹莫展。德军只取得了一些战术成果，即楔入苏军韦伦采湖以南的防御12公里，楔入沙尔维兹运河以西的防御约30公里，德军损失4万余人、坦克和强击火炮约500辆（门）、火炮300门。遭重创后，德军于3月15日被迫停止进攻，转入防御。通过巴拉顿湖战役，苏军完全粉碎了德军统帅部在苏德战场南翼阻止苏军进攻的企图。