1 августа
Представитель Ставки Верховного Главнокомандования Г.К. Жуков и командующий Воронежским фронтом Н.Ф. Ватутин собрали на командном пункте 5-й гвардейской армии командармов и командиров корпусов. На этом совещании речь шла о подготовке и проведении Белгородско-Харьковской наступательной операции. Боевых действий не предпринималось, шла разведка позиций противника.
3 августа
Началась Белгородско-Харьковская наступательная операция (кодовое наименование — «Полководец Румянцев») войск Воронежского (5-я и 6-я гвардейские армии, 5-я гвардейская и 1-я танковые армии) и Степного (53-я и 69-я армии, 1-й танковый и 1-й механизированный корпуса) фронтов во взаимодействии с войсками Юго-Западного фронта (57-я армия), продолжавшаяся до 23 августа.
Воронежский фронт. Артиллерийская подготовка началась в 5 часов утра. В 8 часов 5-я гвардейская армия (А.С. Жадов) и 6-я гвардейская армия (И.М. Чистяков) перешли в наступление, и к середине дня продвинулись до 5 километров. Затем противник предпринял ряд контратак, замедливших продвижение советских войск. С 12 до 13 часов для прорыва главной полосы обороны с рубежа Драгунское, Березов были введены в бой передовые бригады 1-й и 5-й гвардейской танковых армий. Танкисты нанесли удар в направлении Ново-Александровка — Степное.
Вместе с пехотинцами они разгромили немцев в главной оборонительной полосе и вышли в районе Томаровки ко второй полосе обороны противника, где встретили сильное сопротивление. Втоже время 32-я танковая бригада 29-го танкового корпуса и 110-я танковая бригада 18-го танкового корпуса прорвали вторую полосу обороны и перерезали железную дорогу Томаровка-Белгород. Во вражеской обороне образовался коридор, в который были введены 1-я танковая армия (М.Е. Катуков) и 5-я гвардейская танковая армия (П.А. Ротмистров). 5-я армия прорвала немецкую оборону на глубину 26 километров и к концу дня достигла района Саенков, Добрая Воля.
Степной фронт (И.С. Конев). 53-я армия (И.М. Манагаров) и 69-я армия (В.Д. Крючёнкин) атаковали сильно укреплённый рубеж противника севернее Белгорода. В 15 часов, чтобы ускорить прорыв обороны немцев, в бой был введен 1-й гвардейский механизированный корпус М.Д. Соломатина, который сломил сопротивление противника и прорвал его главную оборонительную полосу. К концу дня войска Степного фронта достигли рубежа Терновка, северная окраина Петропавловки, продвинувшись на 7-9 километров.
4 августа
Воронежский фронт. C утра 4 августа стрелковые части 6-й гвардейской армии повели наступление на Томаровку с севера. В результате упорных боёв к исходу дня советские войска ворвались на северную окраину Томаровки и обошли её с запада, прорываясь внутрь узла сопротивления между Томаровкой и Старой Глинкой. Одновременно наступая вдоль восточного берега Ворсклы, части 6-й армии завязали бои на северо-восточной окраине Томаровки.
Степной фронт. После прорыва главной оборонительной полосы противника севернее Белгорода 69-я армия к исходу 4 августа вышла на рубеж Оскочное, Чёрная Поляна. К этому времени право-фланговые части 7-й гвардейской армии (М.С. Шумилов) в результате упорного боя ликвидировали Михайловский плацдарм немцев, и вышли на восточный берег Северского Донца восточнее города.
Передовые соединения армии из района Старого города переправились через реку и завязали бои на северо-восточной окраине Белгорода. К исходу 4 августа немецкое командование, почувствовав угрозу окружения белгородской группировки войсками Воронежского фронта, начало отвод своих войск.
5 августа
Воронежский фронт. Утром 5 августа перешли в наступление 27-я армия (С.Г. Трофименко) и 40-я армия (К.С. Москаленко). 1-я танковая армия М.Е. Катукова 5 августа окружила в районе Томаровки и почти полностью уничтожила 19-ю немецкую танковую дивизию. К исходу дня она с боями вышла на рубеж Климов, Александровка, Одноробовка, Городок. 5-я гвардейская танковая армия П.А. Ротмистрова достигла района Ворожбиты, роща севернее селения Щетиновка, Верзунки. 5-я гвардейская армияА.С. Жадова, используя успех, достигнутый танковыми соединениями, вышла на рубеж юго-восточная окраина Стригуны, Кулешовка, Гомзино, Орловка, Степь.
6-я гвардейская армия И.М. Чистякова весь день 5 августа вела ожесточённые бои внутри узла сопротивления в Томаровке.
Степной фронт. 53-я армия И.М. Манагарова, прорвав за два дня боёв ещё два оборонительных рубежа противника, к исходу 5 августа вела бой в районе Водяное, Красное. 1-й гвардейский механизированный корпус (М.Д. Соломатин) вел бои по ликвидации Стрелецкого и Болховецкого узлов сопротивления. К исходу дня корпус прорвался в район Грязное, Репное и перерезал шоссе и железную дорогу, соединяющие Белгород с Харьковом. С утра 5 августа начались бои за Белгород. 69-я армия В.Д. Крюченкина штурмовала город с севера и северо-запада частью сил, обходя город с запада. К вечеру, заблокировав все выходы из города на запад, она достигла его южной окраины. 7-я гвардейская армия М.С. Шумилова, отразив 5 августа контратаки противника, на ряде участков форсировала Северский Донец и вклинилась в оборону немцев на западном берегу. Во второй половине дня части армии ворвались в юго-восточные кварталы Белгорода.
К 18 часам город в основном уже находился в руках наших войск. Уличные бои по ликвидации оставшихся очагов сопротивления продолжались всю ночь.
