Бои в городе не утихали до утра следующего дня. Штурмовые отряды и штурмовые группы, сопровождаемые танками, артиллерией и самоходно-артиллерийскими установками, в тесном взаимодействии с югославскими частями очищали дом за домом, квартал за кварталом. Утром 15 октября в бой были введены прибывшие 73-я гвардейская и 236-я стрелковые дивизии. К исходу 15 октября штурмующим войскам удалось рассечь белградский гарнизон противника на части. 1-я и 6-я Пролетарские и 5-я ударная дивизии югославской армии, 36-я гвардейская танковая бригада и части 73-й гвардейской и 236-й стрелковых дивизий Красной армии, уничтожив сильные гарнизоны в ряде опорных пунктов противника, вышли в районе железнодорожной станции Дунай на северную окраину города. Восточная часть белградского гарнизона была отрезана от западной.

Наступавшая от Славии в направлении улицы Короля Александра 1-я Пролетарская бригада при поддержке советских танков к вечеру подошла к зданиям Народной Скупщины и Главпочтамта. Правее 3-я Пролетарская бригада в результате ожесточенного боя овладела Ташмайданом, взяв при этом в плен роту немецких солдат. 8-я Черногорская бригада 1-й Пролетарской дивизии, действуя совместно с советскими частями, успешно продвигалась вдоль улицы Короля Милана, достигла старого королевского дворца и подошла к Теразие — центральной площади Белграда.

К тому времени 14-я гвардейская механизированная бригада во взаимодействии с частями 1-й Пролетарской и 5-й ударной дивизий югославской армии овладела Вождовацем, гимназией Короля Александра, разгромила гарнизон противника в опорном пункте на заводе «Беометалл» и завязала бой в районе обсерватории на восточной окраине Белграда. Таким образом, и юго-восточная часть города оказалась также отсеченной и изолированной от других районов города. 13-я гвардейская механизированная бригада, которой оказывали помощь части 6-й Пролетарской дивизии НОАЮ, преодолевая сопротивление противника, вела наступление на Главный вокзал и мост через реку Сава на западной окраине города. С ее выходом к Главному вокзалу мост через Саву оказался бы под воздействием артиллерии советских войск, что затруднило бы переброску противником резервов в город. Всю ночь на 15 октября части бригады почти непрерывно атаковывали противника, прикрывавшего подходы к мосту через реку Сава. Из района Земуна немцы вели по боевым порядкам бригады артиллерийский огонь. В середине дня 15 октября свыше батальона немецкой пехоты, поддержанной пятью танками и артиллерией, контратаковали 3-й мотострелковый батальон бригады. Около двух часов шел упорный бой, обе стороны понесли значительные потери. Наконец противник отступил. Командир бригады полковник Сергиенко был ранен, в командование соединением вступил начальник штаба. За сутки боя части бригады глубоко вклинились в город и завязали бои за Главный вокзал. Однако по мере приближения к Главному вокзалу и к мосту сопротивление германских войск заметно возрастало. В районе Главного вокзала противник установил большое количество железобетонных колпаков, в которых размещались крупнокалиберные пулеметы и противотанковые орудия малого калибра. Гарнизоны оборонительных сооружений, как правило, не сдавались в плен и сопротивлялись до последнего солдата. Вместе с частями бригады в боях участвовал приданный ей стрелковый полк 73-й гвардейской стрелковой дивизии, а также части 6-й Пролетарской дивизии Народно-освободительной армии Югославии.

Авиация 17-й воздушной армии в этот день наносила удары на подступах к городу по резервам противника, подходившим из района Земуна на помощь белградскому гарнизону.

Для захвата Центральной телеграфно-телефонной станции была создана специальная группа добровольцев из 42-й отдельной истребительно-противотанковой бригады. Бойцы штурмовой группы через окна ворвались в здание телеграфа и огнем из автоматов и ручными гранатами уничтожили 25 немецких солдат и 17 взяли в плен. Здание телеграфа, подготовленное к взрыву, было захвачено штурмовой группой неповрежденным.

В это время 2-я и 3-я Ликские бригады 6-й Пролетарской дивизии продолжали продвигаться по улицам Князя Милоша и Сараевской. В голове 2-й бригады, наступавшей по улице Князя Милоша, находился 4-й батальон. Немцы оказывали отчаянное сопротивление, цепляясь за каждый дом.

Ночной бой за Жарково, который вели части 11-й и 28-й дивизий, был особенно ожесточенным, но уже днем 15 октября эти дивизии, возобновив наступление, при помощи действовавших здесь войск Красной армии в коротком, но кровопролитном бою овладели опорным пунктом противника Жарково.

В ночь на 16 октября 5-я Краинская бригада 11-й ударной дивизии прорвала оборону немецкого батальона на высоте Баново-Брдо и овладела важной оборонительной позицией противника. В этом бою бригада уничтожила 30 и захватила в плен 55 немецких солдат.

Таким образом, в течение первых двух дней наступления на Белград войска 1-й армейской группы Народно-освободительной армии Югославии и Красной армии добились значительных результатов. Были ликвидированы все важнейшие опорные пункты на южной и восточной окраинах города (Жарково, Баново-Брдо, Топчидер, Дединье, Банички-Вис, Вождовац, Конярник, Велики-Врачар). Большая часть города была освобождена. Противник удерживался только в его северо-западной части на рубеже Дунайский вокзал, Ботанический сад, Народная Скупщина, Теразие, группа зданий министерств, Главный вокзал, а также в Чукарице, где немцы были отрезаны от своих войск в городе.

В то время как шли ожесточенные бои в самом Белграде, не менее напряженные события развивались юго-восточнее города. 75-й стрелковый корпус и 5-я отдельная гвардейская мотострелковая бригада 57-й армии совместно с частями 14-го корпуса и 1-й Краинской бригады 5-й дивизии НОАЮ вели бои с пожаревацко-смедеревской группировкой противника.

Участвовали в боях за столицу Югославии и войска 2-го Украинского фронта. 109-я гвардейская стрелковая дивизия 46-й армии 2-го Украинского фронта во взаимодействии с 12-й Воеводинской бригадой Народно-освободительной армии Югославии в ночь на 14 октября переправилась двумя стрелковыми полками в районе населенного пункта Панчево (12 км северо-восточнее Белграда) на правый берег Дуная, захватила плацдарм и повела наступление на Белград. 15 октября она достигла городского оборонительного обвода на северо-восточной окраине столицы.

Отступавшая из Восточной Сербии под ударами войск правого фланга 57-й армии и частей Народно-освободительной армии Югославии немецкая группировка все ближе подходила к Белграду. Ее передовые части в первой половине дня 15 октября подошли к восточной окраине Белграда. Здесь, в районе села Мали-Мокри-Луг, они были атакованы подразделениями 5-й ударной дивизии НОАЮ и почти полностью уничтожены. Лишь нескольким автомашинам удалось отойти к Гроцке. Преследуя отходившего противника, один батальон 1-й бригады 5-й ударной дивизии ворвался в Гроцку и, отбросив находившиеся там незначительные силы противника, овладел этим местечком. Однако к вечеру под нажимом подошедших из Смедерево сил противника батальон был вынужден отойти в район южнее Гроцки, где к этому времени сосредоточилась вся 1-я бригада.

Дунайская военная флотилия, продвигаясь по мере наступления 75-го стрелкового корпуса, взаимодействовала с ним в боях по овладению Смедерево и частью сил пробивалась к Белграду. Произведя огневой налет на Смедерево, отряды бронекатеров под командованием капитан-лейтенанта Бутвина и гвардии капитан-лейтенанта С. И. Барботько 16 октября высадили десант в тылу смедеревского узла обороны противника. Совместными действиями 109-го стрелкового полка 74-й стрелковой дивизии и десанта при поддержке артиллерии бронекатеров во второй половине дня Смедерево было освобождено. Из района Смедерево отряды бронекатеров под командованием Героя Советского Союза старшего лейтенанта М. А. Соколова и гвардии капитан-лейтенанта С. И. Барботько устремились вверх по реке. Выйдя в район разрушенного железнодорожного моста на Дунае и преодолев минные заграждения, бронекатера начали огнем артиллерии поддерживать действовавшие в Белграде войска.