Ставка Верховного Главнокомандования приняла решение: силами центра и левого крыла 2-го Украинского фронта продолжить без оперативной паузы наступление, в короткие сроки разгромить врага в междуречье Тиссы и Дуная, после чего с ходу овладеть Будапештом. Так началась Будапештская наступательная операция, продлившаяся с 29 октября 1944 по 13 февраля 1945 гг.
Наступление началось 29 октября. На левом крыле 2-го Украинского фронта 46-я армия под командованием генерал-лейтенанта И. Т. Шлемина в первый же день прорвала оборону и, введя механизированные корпуса, начала стремительное продвижение. 2 ноября эти корпуса находились уже в 15 км юго-восточнее Будапешта, но войти с ходу в город не смогли. Причина была в том, что немецкое командование быстро перебросило к Будапешту три танковые и моторизованную дивизии, которые, заняв оборонительные обводы, смогли остановить продвижение советских войск. В центре и на правом крыле фронта советские войска встретили серьезное сопротивление противника при форсировании реки Тисы. 3 и 4 ноября на непосредственных подступах к Будапешту разгорелись ожесточенные бои. Ставка ВГК вынуждена была указать командующему 2-м Украинским фронтом, что дальнейшие попытки вести наступление на Будапешт на узком участке ограниченными силами могут привести к неоправданным потерям и поставить действовавшие на этом направлении войска под фланговый удар противника с северо-востока. 4 ноября Ставка потребовала от маршала Р. Я. Малиновского ускорить вывод войск фронта на правый берег Тисы, чтобы разгромить будапештскую группировку противника ударами с севера, северо-востока и юга. С целью усиления войск центра фронта сюда началась перегруппировка 6-й гвардейской танковой армии генерал-лейтенанта А. Г. Кравченко и конно-механизированной группы генерал-лейтенанта И. А. Плиева, ранее действовавших в направлении Дебрецен — Ньиредьхаза.
Выполняя эти указания, войска фронта 11 ноября возобновили наступление. Оно продолжалось 16 дней. Однако рассечь и разгромить будапештскую группировку восточнее города не удалось. Вторая попытка овладеть Будапештом оказалась неудачной. После перегруппировки танковой армии войска центра фронта перешли в наступление и к 10 ноября форсировали реку Тиса. Развивая наступление, подвижные войска 26 ноября овладели городом Хатван, а к концу ноября – городом Эгер, выровняв тем самым линию фронта, которую занимали ранее выдвинувшиеся к Будапешту войска левого крыла. Таким образом, войска 2-го Украинского фронта к концу ноября добились значительных успехов. Вместе с тем следует отметить, что основная задача – разбить будапештскую группировку противника – войсками фронта не была выполнена. Противник сумел создать на непосредственных подступах к Будапешту плотную оборону, перебросив на будапештское направление 12 дивизий из полосы 4-го Украинского фронта, наступление которого в конце октября – первой половине ноября развивалось чрезвычайно медленно. Ставка потребовала от его командующего вести наступление с полным напряжением сил с целью быстрейшего выхода на рубеж реки Ондавы. Выполняя это указание, войска 4-го Украинского фронта во второй половине ноября прорвали оборону противника, 26 ноября овладели городами Гуменне и Михаловце, а передовыми частями приступили к форсированию реки Ондавы. 5 декабря 1944 года 2-й Украинский фронт возобновил наступление. В течение восьми дней войска центра и левого крыла пытались окружить противника путем обхода с севера и юго-запада. При этом подвижные соединения фронта достигли пограничной с Чехословакией реки Ипель, совместно с 7-й гвардейской армией генерал-плковника М. С. Шумилова вышли на левый берег Дуная у города Вац (20 км севернее Будапешта) и, наступая от Ваца в южном направлении, преодолели первую и вторую полосы внешнего обвода обороны Будапешта. Одновременно 46-я армия форсировала Дунай в 15 км к югу от города и захватила плацдарм 14 км по фронту и 10–16 км в глубину. Но из-за недостатка сил и ожесточенного сопротивления противника выйти к венгерской столице с юго-запада не смогла. Таким образом, и третья попытка овладеть Будапештом успеха не имел.
Непосредственно в городе бои вела специально созданная будапештская группа войск, которую возглавил генерал-лейтенант И. М. Афонин (с 22 января — генерал-лейтенант И. М. Манагаров). В ее состав входили четыре стрелковых корпуса обоих фронтов и до 18 января — румынский армейский корпус. Будапешт представлял собой крепость, подготовленную гитлеровцами к длительной обороне. Он был опоясан колючей проволокой, окружен всевозможными укреплениями и заграждениями, изрезан траншеями. В городе имелись большие запасы материальных средств. Продовольствие, горючее и боеприпасы оборонявшему его гарнизону доставлялись по воздуху. Гитлер приказал сражаться за город до последнего солдата. Бои за освобождение восточной части города (Пешта) шли с 27 декабря по 18 января, а западной его части (Буды) – с 20 января по 13 февраля. В боях за освобождение Буды принимало участие немало венгерских солдат и офицеров, которые добровольно перешли на сторону советских войск. Согласно воспоминаниям генерала С. М. Штеменко, у этих венгерских солдат-добровольцев «слова не расходились с делом». Именно из их числа, по неполным данным, около 600 человек пали смертью храбрых в боях за освобождение Будапешта от оккупантов. Остальные венгерские добровольцы – в общей сложности около 3200 человек – составляли основу Будайского добровольческого полка.
Хотя наступление советских войск развивалось медленно, положение окруженного противника становилось все хуже и хуже. Если вначале ежедневно 40–45 самолетов доставляли для него необходимые грузы, то с 20 января снабжение было сорвано советской авиацией. 13 февраля вражеская группировка в Будапеште, потеряв до 50 тыс. убитыми и 138 тыс. пленными, прекратила свое существование. На этом Будапештская наступательная операция завершилась. В ходе ее советские войска продвинулись от 120 до 240 км, освободили около 45% территории Венгрии (а с учетом Дебреценской операции – 74%) и создали условия для дальнейшего наступления в Чехословакии. С выходом советских войск на рубеж Несмей, озеро Балатон сложились благоприятные условия для нанесения последующих ударов по противнику на венском направлении. Важнейшим итогом явилось то, что советские войска заставили немецкое командование перебросить на южный фланг советско-германского фронта большое количество соединений, особенно танковых и моторизованных, которые были крайне необходимы ему для отражения наступления Красной Армии на варшавско-берлинском направлении в январе-феврале 1945 года.
Советское правительство высоко оценило действия войск в Будапештской операции. Президиум Верховного Совета СССР 09.06.1945 учредил медаль «За взятие Будапешта», которой были награждены 350 тыс. человек. 79 соединений и частей получили почетное наименование Будапештских.