К утру 10 октября советские и югославские подразделения заняли исходное положение и после короткого артиллерийского налета атаковали противника с севера, юга, востока и запада. Подразделения 45-й дивизии НОАЮ, партизанский отряд из Сврлига, партизанский батальон местной комендатуры в Кожеле и рота 9-го отдельного пулеметно-артиллерийского батальона оседлали шоссе Ниш — Княжевац, воспрещая противнику маневр резервами. В городе разгорелись ожесточенные уличные бои, доходившие до рукопашных схваток. Засев в бетонных ДОТах, окопах и в укрепленных городских домах, немцы отчаянно сопротивлялись, нередко переходя в контратаки. К вечеру 10 октября гарнизон Княжеваца был полностью уничтожен. Противник потерял около 700 человек убитыми, среди которых оказался и полковник Кратенау, командовавший немецкими моряками. Советские и югославские подразделения захватили более 400 пленных, 49 орудий, 11 легковых и 93 грузовые автомашины, большое количество оружия и боеприпасов.

В то время как в Княжеваце шли уличные бои, части 64-го стрелкового корпуса и 45-й дивизии НОАЮ, сбивая заслоны противника, развивали наступление к Мораве. 52-я стрелковая дивизия и 20-я Сербская бригада освободили населенные пункты Болевац, Луково и погнали врага к Парачину. Вскоре 20-я бригада установила связь со 2-й Пролетарской дивизией Народно-освободительной армии Югославии, перехватившей дорогу Ниш — Сталач в долине реки Южная Морава. Нанося беспрерывные удары по врагу, 52-я стрелковая дивизия перерезала дорогу Алексинац — Дражань, а 24-я Сербская бригада — дорогу Ниш — Алексинац. Воспользовавшись этим, части 19-й стрелковой дивизии и 45-й дивизии югославской армии овладели шахтерским городом Алексинац.

После освобождения Княжеваца подразделения 1-го гвардейского укрепленного района и 23-й Сербской бригады заняли населенный пункт Сврлиг и развернули наступление в направлении Ниша, где в это время успешно действовали югославские и болгарские войска.

13-й корпус (22, 24, 46-я и 47-я ударные дивизии) и 2-я Пролетарская дивизия югославской армии в конце сентября вели бои с немецкими войсками, пытавшимися захватить моравскую коммуникацию на участке Куманово — Ниш — Сталач, и нападали на опорные пункты и гарнизоны противника на еще не освобожденной территории Южной Сербии. До начала боев за освобождение Ниша основные действия 13-го корпуса Народно-освободительной армии Югославии развертывались в районе Лесковац, Вране, Власотинце, а 2-й Пролетарской дивизии — в районе Крушевац, Жупи, Расини.

22-я ударная дивизия югославской армии 30 сентября заняла населенный пункт Власотинце, падение которого и прорыв сил Народно-освободительной армии Югославии вдоль правого берега реки Южная Морава к Бабичкой Гори вызвали отход четников к Лесковацу и Нишу.

Тем временем в район Ниша прибыла 7-я горная дивизия СС «Принц Евгений» (без 14-го пехотного полка, разведывательного батальона и 4-го артиллерийского дивизиона). Город обороняли части 22-й дивизии югославской армии и 1-й болгарской партизанской дивизии. Немцы перешли в наступление 2 октября и после четырехдневных упорных боев заняли Власотинце. Одновременно колонна немецких войск направилась из района Ниша к Бела-Паланке, где располагалась 2-я болгарская армия. Пробиваясь к востоку, она вышла в район Бела-Паланки и здесь организовала оборону.

Усиление активности противника произошло и в долине реки Южная Морава, на участке Куманово, Вране и в районе населенных пунктов Крушевац, Сталач. Дело в том, что отходившая из Греции 11-я авиаполевая дивизия вышла в район Куманово и, продолжая наступление на север, 5 октября отбросила части Оперативного штаба Народно-освободительной армии Югославии в Косово и Метохин и на следующий день заняла села Буяновац и Прешево, угрожая Вране.

Предвидя опасность, которая могла создаться в результате действий немецкой группы армий «Е» в северном направлении, вдоль долины реки Южная Морава, маршал Иосип Броз Тито потребовал 3 октября от командующего войсками Народно-освободительной армии Югославии в Сербии генерала Кочи Поповича сосредоточить силы в районе Ниша, а 6 октября приказал 13-му корпусу подготовиться к освобождению Ниша.

Согласно плану, наступление на Ниш началось 8 октября. Вначале из-за сильного сопротивления противника значительных результатов достичь не удалось. Только 10 октября 2-я болгарская армия смогла прорвать оборону противника. На участке действий 13-го корпуса НОАЮ 47-я дивизия овладела внешним обводом обороны противника в Лесковаце, а 22-я дивизия и болгарская бронебригада при поддержке авиации 17-й воздушной армии в ожесточенных боях уничтожили довольно сильный гарнизон противника во Власотинце и освободили этот населенный пункт.

Разгром основных сил противника во всей полосе наступления 57-й армии, преодоление Восточно-Сербских гор, успешное форсирование реки Велика Морава и захват на ее левом берегу плацдармов создали благоприятные условия для ввода в сражение 4-го гвардейского механизированного корпуса в целях развития наступления непосредственно на белградском направлении. Еще 30 сентября командир корпуса Герой Советского Союза генерал-лейтенант танковых войск В. И. Жданов получил приказ командующего фронтом, согласно которому корпусу со всеми приданными частями надлежало «не позднее 8.10.44 года полностью сосредоточиться в районе Жеглица, Грамада, Извор, Дреновац, Арчар». За семь-восемь дней корпус должен был совершить 520-километровый марш из района Ямбола в район южнее Видина. Все ходовые танки, специальные машины и тяжелые грузы должны были направляться по железной дороге, колесные машины с личным составом и артиллерия на механической тяге шли своим ходом. Однако выяснилось, что железнодорожная югославская сеть не может обеспечить перевозку танков и тяжелых грузов, и поэтому марш пришлось совершать всему корпусу.

В ночь на 9 октября главные силы корпуса, пройдя через только что освобожденный город Заечар, устремились к Мораве. В этот день командующий 3-м Украинским фронтом отдал боевой приказ, согласно которому 4-й гвардейский механизированный корпус должен был к исходу 10 октября выйти в район Петровац, Табановце, Ждрело и развить успех частей 57-й армии на белградском направлении.

4-й гвардейский механизированный корпус совершал марш в следующем порядке. Впереди двигалась специальная группа (ГПЗ) в составе танкового взвода с установленными на башнях станковыми пулеметами, одним грузовиком с двумя готовыми к стрельбе 82-мм минометами, грузовиком с боекомплектом, грузовиками с двумя 12,7-мм ДШК, двух 37-мм зенитных пушек, одной РС М-13 и двух машин с боекомплектом к ней, роты мотопехоты, взвода саперов, батареи 76-мм пушек и двух 57-мм орудий. Такая мощная группа могла своим огнем подавить любое спонтанное сопротивление.

В голове колонны главных сил двигалась 36-я гвардейская танковая бригада, усиленная зенитками из артполка, истребительно-противотанковым полком, минометным полком, батареей ИСУ-122, двумя ротами саперов.

За 36 гв. тбр следовала 15 гв. мбр, усиленная также зенитками из артполка, истребительно-противотанковым полком, отдельным гвардейским минометным дивизионом РС и дивизионом 120-мм минометов. За 15 гв. мбр следовала 14 гв. мбр, усиленная зенитным и истребительно-противотанковым полками. За 14 гв. мбр следовала 13 гв. мбр с такими же средствами усиления.