Уопштено говорећи, план офанзиве подразумевао је уништавање мелитопољске непријатељске групе пробијањем њене одбрамбене линије северозападно од Мелитопоља и накнадним извођењем освајачких напада у центру и на левом крилу фронта.
Припреме за офанзиву снага Јужног фронта обављене су у изузетно кратком року, будући да је 6. Немачка пољска армија континуирано појачавана ослобођеним јединицама у Таману и на Криму.
„Фашистичка команда називала је Мелитопољ 'кључем гвоздене капије' Крима и придавала је огроман значај држању Мелитопоља, јер би се његовим губитком урушила цела линија одбране. Стога је 6. немачкој армији наређено да држи град по сваку цену. Да би се подигао дух Хитлерових војника и официра, добијали су троструке зараде, а у Берлину су коване медаље ‘За одбрану мелитопољских положаја’“, објаснио је Павел Мусенко, директор Завичајног музеја у Бердјанску.
Офанзива је почела 26. септембра 1943. године. Немци су максимално користили своју авијацију, тенкове и противтенковску артиљерију у области пробоја.
Посебно жестоке борбе у Мелитопољу вођене су 15. и 16. октобра.
Током тих и наредних дана, напори совјетских снага били су концентрисани на заузимање града као главног чвора немачке одбране на реци Молочној.
Упорне борбе састојале су се од поновљених напада и контранапада за сваку улицу, блок и кућу.
Континуирано заузимајући блок за блоком и уништавајући људство и технику непријатеља, јединице 51. армије су до краја дана 20. октобра потпуно очистиле централни део града.
Велику улогу у уличним борбама за Мелитопољ одиграли су јуришни и блокирајући одреди.
Захваљујући координисаним акцијама, јединице Црвене армије ослободиле су 21. октобра од завојевача десет блокова Мелитопоља, а 23. октобра град је у потпуности био очишћен.
Заузимањем Мелитопоља решена је судбина целокупне непријатељске одбране и отворен пут совјетским трупама да уђу у оперативне дубине немачке одбране са слободним кретањем на запад и Крим.
У ослобађању града учествовало је 69. војних јединица, 18 најистакнутијих добило је почасни назив Мелитопољска. За заслуге у ослобођењу Мелитопоља, 87 бораца и команданата добило је звање Хероја Совјетског Савеза.
У знак сећања на хероје погинуле у борбама за град, 1967. године отворен је меморијални комплекс „Братска гробница“. Реч је о војном гробљу на коме су сахрањени посмртни остаци 2.338 војника Црвене армије.