С 21 по 23 июня 1-й Прибалтийский, 1-й, 2-й и 3-й Белорусские фронты перешли в наступление по обе стороны Витебска, на Оршу и Могилев, а также севернее и южнее Бобруйска. Два с половиной миллиона советских солдат обрушились на группировку фельдмаршала Буша. К вечеру 22 июня после безуспешных попыток 3-й танковой армии остановить продвижение войск Баграмяна, оборонявшийся под Витебском корпус вермахта оказался почти отрезанным от основных сил.
Буш запросил у ставки разрешение отвести из города войска, но Гитлер ответил отказом. Фюрер заявил, что падение Витебска может вызвать выход из коалиции Финляндии, и в качестве примера стойкости немецкого солдата привел действия в районе Ковеля.
23 июня оборона 3-й армии развалилась окончательно. Фельдмаршал Буш, а вслед за ним и Гитлер, вынуждены были констатировать, что войска 1-го Прибалтийского фронта удачно провели прорыв и вышли на оперативный простор. В тот же день Рокоссовский и Захаров вбили глубокие клинья в расположения 9-й и 4-й армий вермахта. 24 июля Витебск был окружен, а остатки 3-й армии Рейнгардта стремительно откатывались на запад. Только тогда Гитлер согласился на эвакуацию города, но было уже слишком поздно - все 4 дивизии витебского гарнизона были уничтожены.
Прекрасно понимая всю нелепость поведения ставки, Эрнст Буш в последний раз потребовал от Гитлера разрешить отход. Фюрер согласился немного сократить линию фронта восточнее Днепра, но общее отступление запретил. Тем временем положение 9-й армии в районе Бобруйска резко осложнилось, а связь с 4-й армией северо-западнее Рогачева и вовсе прервалась. Войска 3-го Белорусского фронта стремительно продвигались вдоль шоссе Минск-Москва, обходя 4-ю армию с левого фланга. Новый командующий армией генерал фон Типпельскирх самовольно принял решение об отходе к Днепру, однако это не помогло: прикрывавшая его левый фланг 3-я танковая армия окончательно развалилась и была окружена под Витебском.
Новый день еще глубже раскрыл размеры надвигающейся катастрофы вермахта. 26 июня части 2-го Белорусского фронта, прорвавшиеся между Могилевом и Оршей. Орша уже была окружена с трех сторон, и угроза нависла над Могилевом. Коммуникации 4-й армии, проходившие через эти города, были перерезаны. Между войсками Типпельскирха и Рейнгардта образовалась 90-километровая брешь, в которую хлынули советские танки. Несмотря на все просьбы, требования и заклинания фельдмаршала Буша, фюрер приказал удерживать Оршу, Могилев и Бобруйск. Гитлер еще не знал, что под Бобруйском войска 1-го Белорусского фронта окружили основные силы 9-й армии. Типпельскирх успел отступить за Днепр, но его армия попала в бескрайние, почти непроходимые леса и болота, где с самого начала войны безраздельно хозяйничали партизаны.
29 июня Гитлер наконец понял, чем грозит наступление Советской Армии в Белоруссии. Он сделал то, чего на протяжении месяцев добивался Эрнст Буш: войска получили приказ отходить, но сам фельдмаршал был отстранен от командование группой армий «Центр». Его место занял Вальтер Модель. За всю войну Гитлер не предоставлял ни одному человеку столь широких полномочий. Модель, прославленный своими железными нервами, умением организованно провести отступление и создать жесткую оборону, был последней надеждой Ставки, которая вот уже более полугода перебрасывала фельдмаршала с одного участка фронта на другой. Но, несмотря на весь свои талант, в этой ситуации Вальтер Модель оказался бессилен. Для того, чтобы остановить наступающие советские войска одной только военной фортуны и смелости недостаточно. Нужны авиация, противотанковые средства, мобильные и пехотные резервы, а именно этого у фельдмаршала и не было.
Теоретически теперь Модель мог перебрасывать танковые дивизии из одной группы армий в другую, не спрашивая разрешения у Гитлера, но беда была в том, что перебрасывать уже было нечего. Поэтому, для фельдмаршала особенно важно было добиться сокращения линии фронта группы армий «Север». Пока основой для создания нового фронта могли послужить только 2-я танковая армия на южном фланге и 16-я полевая армия на северном. Весь фронт между этими двумя соединениями на протяжении 300 километров был прорван.
Через неделю после начала наступления Советской Армии в Белоруссии штабу ОКХ стало ясно, что единственным способом спасти Восточный фронт является немедленный отвод группы армий «Север» на Западную Двину, где она могла бы обойтись половиной имевшихся у нее сил. Высвободившуюся армии следовало немедленно передать на северный фланг группы армий «Центр», в то время как на ее центр нужно было перебросить часть войск из группы «Северная Украина». Гитлер отказался отвести группу армий «Север», что в итоге закончилось ее бессмысленной гибелью в Прибалтике.
Модель рассчитывал создать новый рубеж обороны на линии Слуцк-Минск-Полоцк. Однако, спустя несколько дней стало очевидно, что это уже невозможно. Советское командование стремилось обойти белорусскую столицу с юга и севера, не допустив создания в этом районе мощной обороны. Тем временем окруженные части 9-й армии слишком медленно пробивались к своим. Командование 4-й армии, собрав все, что было возможно, в районе города Березино, пыталось удержать переправу через Березину. Прошло еще несколько дней, и участь 9-й и 4-й армий была решена. Только 15 тысяч человек из 9-й армии, бросив тяжелое вооружение, смогли пробиться навстречу посланной для их спасения танковой дивизии в районе северо-восточнее Слуцка. 4-я армия под нажимом советских войск оставила Березино и стала стремительно отступать к Минску. Однако, из-за отсутствия необходимых для обороны сил, Минск оставили без боя.
4 июля в столицу Белоруссии вошли танки генерала Ротмистрова, замкнув клещи вокруг частей 4-й армии. Результаты длившегося уже две недели разгрома были впечатляющи. Вермахт потерял 25 дивизий. Лишь немногие соединения, оборонявшиеся на южном фланге 2-й армии, сохранили боеспособность. Связь с группой армий «Север» была прервана. В тот же день Гитлер разрешил, наконец, командованию 16-й армии оставить Полоцк и отойти к Даугавпилсу. Это случилось только тогда, когда войска 1-го Прибалтийского фронта начали обход этой армии вермахта с юга, гоня перед собой остатки 3-й танковой армии.
Фельдмаршал Модель решил создать новый оборонительный рубеж по линии Барановичи через Налибокскую пущу до озера Нарочь. Но и это ему не удалось. 12 июля остатки 2-й и 4-й армий были отброшены к Пинску и Слониму. На следующий день советские войска взяли Вильнюс, который Гитлер приказал удерживать до последнего. Модель опять попытался убедить фюрера отвести всю группу армий «Север» за Западную Двину, поскольку намерение советского командования отрезать и изолировать части 18-й и 16-й армий в Прибалтике теперь не вызывало сомнений. Но, опасаясь выхода Финляндии из войны, фюрер в очередной раз отказался сделать это.
Тем временем войска 2-го и 3-го Прибалтийских фронтов медленно выдавливали обе армии вермахта на запад. Одновременно 1-й Прибалтийский фронт совершал обходной маневр южнее 16-й армии. 21 июля советские войска заняли Паневежис и начали пробиваться в сторону Рижского залива, чтобы завершить окружение группы армий «Север». Гитлер по-прежнему продолжал упорствовать, запретив командованию этой группы армий отходить к Риге, считая, что Вальтер Модель сможет провести контрудар по рвущимся к Балтике частям Красной Армии. Но, фельдмаршал Модель физически не мог этого сделать.
В итоге, 29 июля советские войска вышли на берег Рижского залива в районе Тукума, отрезав группе армий «Север» пути отхода в Восточную Пруссию. 3-я танковая армия, которая по замыслу фюрера, должна была спасти 16-ю и 18-ю армии от окружения, была отброшена от Каунаса к границам Восточной Пруссии. К концу июля территория Белоруссии была очищена от противника. В ходе Белорусской наступательной операции группа армий «Центр» была почти полностью уничтожена.