Операция началась без оперативной паузы силами 3-й армии (более 80 тыс. человек, 1589 орудий и минометов, 148 танков и САУ; генерал-полковник А. В. Горбатов). В 4-й воздушной армии (генерал-полковник авиации К. А. Вершинин) насчитывалось 577 самолетов. В полосе 3-й армии действовали остатки 4 дивизий и несколько частей противника. 5–9 июля войска фронта, уничтожая арьергарды соединений 9-й армии группы армий «Центр» (генерал-фельдмаршал В. Модель) и подходящие резервы противника, форсировали несколько водных преград и продвинулись на 120–125 км. В ходе наступления войска 3-й армии преодолели промежуточный рубеж обороны по рекам Неман и Сервечь, куда 7 июля вышел передовой отряд 50-й армии (генерал-лейтенант, с 15 июля генерал-полковник И. В. Болдин), прикрывавший правый фланг 3-й армии. Войска 49-й (генерал-лейтенант И. Т. Гришин) и 50-й армий в это время отражали атаки врага, пытавшегося прорваться из окружения под Минском. Перейдя в наступление 10 июля, 50-я армия вышла на рубеж рек Неман (среднее течение) и Свислочь (устье реки), форсировала их и во взаимодействии с 31-й армией (генерал-лейтенант, с 15 июля генерал-полковник В. В. Глаголев) 3-го Белорусского фронта и 3-м гвардейским кавалерийским корпусом, переданным из этого фронта, 16 июля освободила г. Гродно.

Войска 3-й армии к этому времени форсировали три водные преграды, освободили г. Волковыск и вышли к реке Свислочь. 17–27 июля войска 2-го Белорусского фронта преодолели сопротивление противника и вышли на подступы к границе Восточной Пруссии. На этом этапе операции была введена в сражение из второго эшелона 49-я армия. 27 июля войска 3-й армии, применив удачный маневр, освободили Белосток. Генерал А. В. Горбатов вспоминал: «Действительно, брать Белосток в лоб значило бы затевать очень трудное и кровавое дело. Оборона перед городом состояла из трех траншей, одной из которых он был обведен вокруг. За двое суток по нашим частям было выпущено пятнадцать тысяч снарядов и мин. Что сделал полк Беляева? На узкой полосе он прорвал все три траншеи, проник на юго-восточную окраину Белостока, удержал ее и привлек к себе все внимание противника. Пользуясь этим, дивизии Никитина и Маслова обходным движением проникли в тыл, захватили двадцать восемь орудий, сразу лишив противника артиллерийской поддержки. Успеху этой операции, редкой по быстроте темпов, очень помогла авиация, руководимая генералом К. А. Вершининым».

В ходе Белостокской операции советские войска продвинулись на глубину 300 км, уничтожили 4 дивизии противника, нанесли большой урон 6 дивизиям и двум бригадам, сорвали план противника нанести удар по правому крылу войск 1-го Белорусского фронта.

Войска 1-го Украинского фронта в конце июня — первой половине июля готовились к проведению Львовско-Сандомирской стратегической наступательной операции. Цель ее состояла в том, чтобы окружить и уничтожить львовско-бродскую группировку противника, взять Львов, рассечь группу армий «Северная Украина», одну ее часть отбросить в район Полесья, другую — к Карпатам, и главными силами 1-го Украинского фронта выйти на рубеж р. Висла.

Исходя из оценки обстановки, учитывая сильный состав противостоящей фронту группировки противника, а также местность, позволявшую немецкому командованию организовать эшелонированную траншейную оборону, маршал Конев решил прорвать ее на двух участках, удаленных друг от друга на 70 км, сосредоточивая основные усилия на львовском направлении. Тем самым достигалось не только рассечение группировки противника, но и окружение части его сил в районах Бродов и Львова. Успех прорыва, по мнению Ивана Степановича, обеспечивался сосредоточением до 90 % танков и самоходно-артиллерийских установок, свыше 77 % артиллерии и 100 % авиации на участках, составлявших всего 6 % полосы, занимаемой фронтом. Развитие тактического прорыва в оперативный предполагалось осуществить вводом в сражение сразу трех танковых армий и конно-механизированной группы, то есть максимальным использованием огневых, ударных и маневренных возможностей бронетанковых и механизированных войск. Чтобы скрыть замысел операции и перегруппировку соединений фронта, штаб по указанию командующего разработал план оперативной маскировки. Им предусматривалось имитировать сосредоточение двух танковых армий и танкового корпуса на левом крыле.

В середине июня в Ставке ВГК состоялось обсуждение плана операции. Конев вспоминал: «Как нам представлялось, был это обстоятельно подготовленный и продуманный план. Однако он вызвал возражения со стороны Верховного главнокомандующего, считавшего нанесение фронтом двух ударов нецелесообразным… Я же отстаивал нашу точку зрения, мотивируя тем, что один удар на львовском направлении даст противнику возможность широко маневрировать танковыми и моторизованными дивизиями, другими резервами, а также привлечь для действий по нашей ударной группировке всю свою авиацию. Кроме того, наступление одной ударной группировкой фронта на львовском направлении вынудит войска преодолевать целый ряд сильных оборонительных рубежей, проходящих по высотам, и штурмовать мощные опорные пункты. Это приведет не к прорыву, а прогрызанию обороны… к выталкиванию противника от рубежа к рубежу и не даст больших оперативных выгод… Мои доводы и проявленная настойчивость заставили Сталина в конце концов согласиться с нашим планом. Помню, как он сказал: „Уж очень вы упрямы. Хорошо, проводите свой план и выполняйте его на вашу ответственность“… Скажу откровенно, в данном случае не упрямство владело мною, а убежденность в своей правоте. Мне был вверен фронт, насчитывающий более миллиона человеческих жизней, и я отвечал не только за выполнение плана предстоящей операции, но и за жизнь людей, которых пошлю в бой. Я ставил вопрос открыто и прямо и не мог, не имел права утаивать свои мысли, приспосабливаться к мнению Верховного… Кстати, Сталин понимал людей, которые твердо и открыто отстаивали свое мнение в принципиальных вопросах».

Задачи войскам 1-го Украинского фронта были определены в директиве № 220122 от 24 июня. Она требовала подготовить и провести операцию с целью разгромить львовскую и рава-русскую группировки противника и выйти на фронт Грубешув, Томашув, Яворув, Миколаюв, Галич. С этой целью следовало прорвать оборону противника, нанося два удара. Первый удар наносился силами 3-й гвардейской и 13-й армий из района юго-западнее Луцка в общем направлении на Сокаль, Рава-Русская с задачей разгромить рава-русскую группировку противника и овладеть Томашувом, Рава-Русской. С выходом на западный берег р. Западный Буг приказывалось частью сил наступать на Грубешув, Замостье, содействуя продвижению левого крыла 1-го Белорусского фронта. Второй удар предстояло нанести силами 60, 38 и 5-й армий из района Тарнополя в общем направлении на Львов с задачей разгромить львовскую группировку противника и овладеть Львовом. Одновременно необходимо было обеспечить удар на Львов со стороны Стрыя и Станислава выдвижением войск 1-й гвардейской армии на р. Днестр.

В состав 1-го Украинского фронта к началу операции входили 3-я гвардейская, 13, 60, 38, 1-я гвардейская, 18, 5-я гвардейская, 1 и 3-я гвардейские танковые, 4-я танковая армии, две конно-механизированные группы, 1-й Чехословацкий армейский корпус, 2 и 8-я (с 16 июля) воздушные армии. Всего фронт насчитывал 1,1 млн. человек, 16100 орудий и минометов, 2050 танков и САУ, 3250 самолетов. Перед войсками фронта оборонялась группа армий «Северная Украина» (генерал-полковник Й. Гарпе) в составе немецких 4 и 1-й танковых армий, венгерской 1-й армии, поддерживаемых авиацией 4-го воздушного флота. Противник насчитывал 900 тыс. человек, 6300 орудий и минометов, свыше 900 танков и штурмовых орудий, 700 самолетов. Войска 1-го Украинского фронта на направлениях главных ударов превосходили противника в живой силе почти в 5 раз, артиллерии — в 6–7, танках и САУ — в 3–4, самолетах — в 4,6 раза.