С 15 октября по 23 ноября 1943 года силами войск Степного фронта (с 20 октября переименованного во 2-й Украинский) проводилась Пятихатская наступательная операция, как составная часть Нижнеднепровской стратегической наступательной операции — второго этапа битвы за Днепр.
Карта-схема Нижнеднепровской наступательной операции.
В ходе Черниговско-Полтавской стратегической операции войска Степного фронта под командованием генерала армии И. С. Конева форсировали Днепр в районе Кременчуга и в конце сентября 1943 года захватили между Дериевкой и Верхнеднепровском несколько плацдармов. В ходе ожесточенных боев по 10 октября плацдармы были значительно расширены и объединены в один крупный. К началу октября 1943 года Конев подготовил и согласовал с представителем Ставки Верховного Главнокомандования Г. К. Жуковым план проведения наступательной операции на криворожском и кировоградском направлениях. Предусматривалось наступление ударной группировки фронта с занятого плацдарма в общем направлении на Пятихатку и Кривой Рог, после овладения Пятихаткой продолжать развитие успеха в сторону Апостолово с целью отрезать пути отхода на запад днепропетровской группировке противника, упорно оборонявшейся южнее, против Юго-Западного фронта. План был утвержден Ставкой ВГК 3 октября.
Не имея достаточных сил И. С. Конев произвёл сосредоточение сил на плацдарме. В дополнение к действовавшим там 37-й армии и 7-й гвардейской армии, туда были введены 57-я армия и 5-я гвардейская армия. При этом силами 5-й гвардейской армии был произведен скрытный манёвр: армия снялась с плацдарма в районе Кременчуга, передав свои позиции 4-й гвардейской армии, переправилась на левый берег Днепра, совершила 100-километровый марш вдоль фронта на юго-восток, затем снова переправилась на правый берег Днепра на плацдарм у Куцеволовки. Кроме того, на плацдарм была скрытно введена ударная группировка фронта — 5-я гвардейская танковая армия и 7-й гвардейский механизированный корпус. Все эти переброски войск немецкая разведка обнаружить не смогла. С воздуха войска фронта поддерживала 5-я воздушная армия.
Переправа через Днепр.
На оставшемся участке фронта были оставлены всего две армии — 52-я армия и 4-я гвардейская армия, которые имели задачу активизировать свои действия, расширить занимаемые небольшие плацдармы и тем самым отвлекать на себя противостоящие силы противника. 52-я армия также должна была освободить Черкассы. Общая численность наступающей группировки составляла 450 тысяч человек.
Против войск Степного фронта действовали части немецких 1-й танковой армии и 8-й немецкой армии группы армий «Юг». Здесь находились 24 дивизии и два авиационных корпуса из состава 4-го воздушного флота. Естественно, что основная масса этих сил была сосредоточена против наиболее крупного плацдарма, там спешно оборудовались сильные оборонительные позиции. Направление советского главного удара предусматривалось в стык немецких армий. Общая численность немецких войск составляла 432 тысячи человек.
Советские войска в наступлении.
Утром 15 октября войска Степного фронта после мощной артиллерийской и авиационной подготовки перешли в наступление. Сражение с первых часов приняло упорный характер, противник сразу же стал предпринимать контратаки при поддержке танков и авиации. Советская авиация также активно действовала над полем боя. Скрытное сосредоточение советских войск на исходном рубеже принесло свои плоды — имеющимися силами немецкое командование не могло удержать свои позиции. Советские войска в достаточно высоких темпах прорывали немецкую оборону.
Для ускорения прорыва И. С. Конев приказал во второй половине дня ввести в сражение всю ударную группировку — 5-ю гвардейскую танковую армию и 7-й гвардейский механизированный корпус. В течение дня 16 октября прорыв обороны противника был завершен, началось наступление на Пятихатку. Для поддержки ударной группировки фронта были выделены в полном составе по одному бомбардировочному и штурмовому авиационным корпусам. 18 октября был занят важный узел вражеской обороны село Дериевка, угрожавший флангу наступавших войск. 19 октября 5-я гвардейская танковая армия освободила город и крупный железнодорожный узел Пятихатки. Здесь были захвачены эшелоны с вооружением и продовольствием, а также элеватор с большим запасом зерна.
Перед наступающей Красной Армией был открыт путь в глубину Днепровской дуги на Кривой Рог и тем самым на Никополь, обладание которым Гитлер с военно-экономической точки зрения считал исключительно важным. Чтобы остановить советское наступление, немецкое командование спешно ввёло в бой сразу четыре дивизии, прибывшие из Италии и Франции (376-ю и 384-ю пехотные, 14-ю и 24-ю танковые), а оставшиеся резервы срочно были переброшены к Кривому Рогу.
Карта-схема боевых действий на Криворожском направлении.
Вводом в бой свежих сил немецкому командованию удалось замедлить темпы советского наступления. К 23 октября 1943 года 5-я гвардейская танковая армия основными силами вышла на подступы к Кривому Рогу, а частью сил — в район Митрофановки, в 30 километрах восточнее Кировограда. Более того, утром этого же дня части советского 18-го танкового корпуса из состава 5-й гвардейской танковой армии с десантом пехоты с налёту ворвались в Кривой Рог. На улицах города разгорелся жестокий бой, в котором советские танки понесли значительные потери. Они не смогли закрепиться в городе и были вытеснены из него примерно на 8-10 км к северу. Пехотные части 37-й армии, наступавшие вслед за 5-й гвардейской танковой армией, на подступах к Кривому Рогу также были задержаны контратаками танков противника.
Ещё одной причиной неудачи стало вмешательство И. В. Сталина, который в разгар сражения, 22 октября, потребовал развивать наступление по расходящимся направлениям: одновременно нанести удар на Кировоград. Это ослабило силу советского наступления на Кривой Рог. Южнее направления главного удара 22 октября войсками 57-й армии был освобожден Верхнеднепровск.
Конев предпринял попытку обойти Кривой Рог с северо-запада, и этот план частично удался — группировка противника была глубоко охвачена. Однако и там Манштейн ввёл в бой две новые танковые дивизии (11-я и 23-я) и перебросил с других участков ещё две дивизии, успев воспользоваться задержкой советских войск в Кривом Роге. Эта группировка при массированной поддержке авиации с утра 28 октября перешла в наступление. Северо-западнее Кривого Рога в долине реки Ингулец развернулось крупное сражение. Немцам удалось оттеснить войска 37-й и 7-й гвардейской армий на 15-20 километров, но большего они добиться не смогли. Только за первые два дня боя было подбито 150 немецких танков. Большие потери понесли и советские войска. Также немецкие войска смогли остановить советский натиск на Кировоград. В дальнейшем советские войска вели успешные бои по расширению достигнутого прорыва, но повторная попытка овладеть Кривым Рогом во исполнение директивы Ставки ВГК от 5 ноября с развитием глубокого наступления на юг не удалась. Здесь завязались затяжные, но почти безуспешные тяжелые бои.
В этой ситуации Конев обратился к И. В. Сталину с просьбой об окончании операции для подтягивания тылов и переформирования войск, мотивируя это тем, что в условиях начавшейся распутицы в дополнение к этим факторам практически срывается и снабжение армий горючим, боеприпасами, продовольствием. При этом Конев предложил для улучшения положения фронта перенести главный удар на другое направление и подготовить Знаменскую операцию. Сталин согласился с этим мнением и 23 ноября войска 2-го Украинского фронта перешли к обороне.
В целом, несмотря на неудачу под Кривым Рогом, Пятихатскую операцию принято считать успешной. Войска фронта продвинулись почти на 100 километров и вышли на подступы к Кривому Рогу и Кировограду, глубоко вклинившись во фронт группы армий «Юг». При этом днепропетровская группировка противника оказалась охвачена с севера, а кировоградская — с юга, что обусловило поражение этих обеих группировок в Днепропетровской и в Кировоградской операциях соответственно. Советский плацдарм на Нижнем Днепре стал стратегическим, что сделало освобождение всего юга Правобережной Украины вопросом самого ближайшего времени. Южный участок «Восточного вала» перестал существовать.