Тупо-прямолинейный план стратегической Прибалтийской операции выглядит разительным контрастом в сравнении с действиями Красной Армии в Белоруссии. Причем в ходе подготовки, словно в старые недобрые времена, фронты совершенно не взаимодействовали друг с другом. «Раньше, — пишет генерал Сандалов, — готовясь к межфронтовым операциям, мы обычно устраивали встречи, обменивались соображениями, договаривались о взаимодействии. Обычно на них присутствовали начальники штабов, члены Военных советов и командующие артиллерией. Иногда представители Ставки проводили нечто вроде совещания с участием командующих фронтами. На этот раз ничего подобного не было». В конечном счете все сводилось к соцсоревнованию фронтов в последовательном прогрызании оборонительных рубежей на пути к Риге в сочетании с подспудной надеждой, что вот-вот немцы сами уйдут из Прибалтики.

Рижская операция началась 14 сентября 1944 года одновременным наступлением Прибалтийских фронтов после мощной артиллерийской и авиационной подготовки.

Наибольших результатов в первый день операции добился 1-й Прибалтийский фронт. Мощная артиллерийская подготовка и удары авиации 3-й воздушной армии в районе Бауска оказались особенно эффективными. Перешедшие в наступление в 13 часов войска 43-й армии Белобородова и 4-й ударной армии Малышева продвигались вперед, почти не встречая организованного сопротивления. Против 16 стрелковых дивизий, поддержанных тремя танковыми бригадами, тяжелыми танковыми и самоходно-артиллерийскими полками и артиллерией большой мощности (только в полосе 43-й армии действовали 368 танков и более 1000 артиллерийских стволов калибра до 203 мм), у немцев здесь имелось три пехотные дивизии 1-го армейского корпуса. Ударные группировки за полтора часа преодолели главную оборонительную полосу противника на участке в 25 км, а передовые части форсировали реки Лиелупе и Мемеле и к исходу дня на отдельных направлениях продвинулись до 14 км. Развивая успех, армия Белобородова на второй день прорвала тыловой оборонительный рубеж. Передовой отряд 3-го гвардейского механизированного корпуса, устремившийся в прорыв, 16 сентября продвинулся вперед на 50 км и достиг Даугавы, а стрелковые соединения вышли на подступы к Баллоне.

По-иному развивались события к северу от Даугавы. Ударные группировки 3-го и 2-го Прибалтийских фронтов сумели лишь вклиниться в оборону противника на 1–3 км. Немцы, обнаружив их подготовку к наступлению, на ряде участков отвели основную массу войск с переднего края на вторую позицию и здесь оказали упорное сопротивление. «Изометрическая гимнастика» продолжалась на второй и на третий день операции. Несмотря на ввод в бой большинства стрелковых дивизий, составлявших вторые эшелоны, войска не смогли преодолеть главную полосу обороны противника, хотя семи советским армиям с немецкой стороны противостояли четыре армейских корпуса и 6-й корпус СС.

«Мало было также танков и самоходных орудий непосредственной поддержки пехоты, — анализирует обстановку Сандалов. — Сказывалось и то, что мы не проявили должной гибкости и изобретательности. Удары наносились все время в одни и те же места, стремясь прорваться именно там, где было намечено. А ведь, наверное, можно было придумать какой-нибудь обходной маневр. Но предложить изменения в принятый план наступления никто не решался: он был разработан Ставкой и утвержден Сталиным. А это означало, что никакие доводы не будут приняты во внимание».

Потери обеих сторон были велики, но сил у немцев было намного меньше. Генерал Шернер докладывал высшему руководству о том, что для германских войск в Прибалтике наступил последний момент: все резервы уже введены в сражение, неатакованные участки обороны оголены до предела, на направлениях главных ударов советских войск потери составляют от одной трети до половины всего численного состава дивизий, боеспособность войск катастрофически падает, силы группы армий «Север» исчерпаны, и она не в состоянии вести длительные оборонительные сражения. По его мнению, оставалась одна возможность — отступить.

16 сентября гитлеровская Ставка разрешила отвод оперативной группы «Нарва» из Эстонии. Затем войска 18-й армии должны были оставить рубеж «Валга» и вместе с влившимися в нее соединениями группы «Нарва» занять оборону на рубеже «Цесис». Однако натиск советских войск вынудил противника отойти еще дальше — на оборонительный рубеж «Сигулда».

Одновременно германское командование принимало срочные меры для локализации опасного прорыва 1-го Прибалтийского фронта. 16 сентября 3-я танковая армия силами двенадцати моторизованных батальонов при поддержке до 300 танков и штурмовых орудий нанесла контрудар из района юго-западнее Добеле во фланг и тыл изготовившихся к наступлению войск 5-й гвардейской танковой и 51-й армий. В районе Балдоне по армии Белобородова последовал удар 16-й армии силами шести дивизий, в том числе двух танковых и одной моторизованной. На этих участках разгорелись особенно ожесточенные бои. Некоторые позиции переходили из рук в руки по несколько раз. Лишь 18 сентября 43-й армии удалось взять Балдоне. Однако дальнейшее продвижение, несмотря на ввод в сражение 19-го танкового корпуса генерал-майора Д.И. Самарского, застопорилось. Ослабляя свои силы перед другими фронтами, генерал Шернер сумел сколотить южнее Риги мощную группировку. По признанию Баграмяна: «Теперь трудно было определить, кто наступает, а кто обороняется. Если на одном участке фашистам приходилось обороняться, то на других наши войска вынуждены были отбивать контратаки».

Утром 17 сентября перешли в наступление войска Ленинградского фронта, начавшие Таллинскую операцию.

В Эстонии немцы подготовили позиционную оборону, насыщенную многочисленными инженерными сооружениями и заграждениями. Наибольшее развитие оборона получила на Нарвском перешейке и между озерами Чудское и Выртсьярв. Войска 8-й и 2-й ударной армий левого крыла фронта имели в своем составе 16 стрелковых дивизий, 3 укрепленных района — 195 тысяч человек. По замыслу операции главный удар четырнадцатью дивизиями наносила 2-я ударная армия Федюнинского в направлении Раквере, в тыл нарвской группировке противника. В последующем, повернув главные сила на запад, она должна была наступать на Таллин. Армии придавались 15 артиллерийских и минометных бригад, танковая бригада, 12 танковых и самоходно-артиллерийских полков — 2040 стволов и около 500 танков и САУ. Для обеспечения непрерывной поддержки продвижения войск на каждый стрелковый полк выделялось два минометных.

8-й армии генерала Старикова ставилась задача быть в готовности к немедленному переходу в наступление с рубежа река Нарва на запад в случае ослабления обороны противника или его отхода на этом участке.

В период подготовки операции войска 2-й ударной армии были в короткие сроки скрытно от противника перегруппированы с нарвского участка в район Тарту. Переправу их (свыше 100 тысяч человек, более 1000 орудий и минометов, 4000 автомашин, 14 тысяч тонн боезапаса и 67 тысяч тонн продовольствия) через озеро Теплое успешно осуществила 25-я отдельная бригада речных кораблей, которая в дальнейшем поддерживала огнем своей артиллерии правофланговые соединения армии, наступавшие вдоль западного побережья Чудского озера. Она же обеспечивала высадку одной дивизии 8-й армии на северном берегу Чудского озера, в тылу нарвской группировки противника.