1944年4月10日苏联红军解放敖德萨，乌克兰第三方面军在敖德萨城内的歌剧院升起苏联国旗。苏军解放敖德萨的行动从1944年3月26日开始，直到4月14日结束。敖德萨战役是当年斯大林制定解放乌克兰南部三大战役的重要组成部分。

苏军在进攻敖德萨城区之前，于1944年3月6日到18日发动别列兹尼格瓦托-斯尼吉廖夫行动。乌克兰第三方面军击溃德国第6集团军的9个整编师，德国第6集团军重蹈斯大林格勒的覆辙，面临被苏军围歼的危险。因此3月12日德军指挥部命令第6集团军全部撤往南布格河一线。德国第17集团军和第44集团军损失极为惨重，抛弃所有重武器后，强渡南布格河撤往尼古拉耶夫方向。苏军最终围歼别列兹尼格瓦托-斯尼吉列夫卡地区的大部分德军部队。1944年3月13日苏联红军越过因古莱特解放赫尔松，3月15日苏军完全解放别列兹尼格瓦托-斯尼吉列夫卡地区。3月16日德军阵亡和被俘总人数高达5万多人，损失2200门各类火炮和274辆坦克。3月20日德国第6集团军司令霍利特辞职，由亨利奇接任司令。

3月24日苏军第37集团军到达南布格河沿岸，经过两天激烈交火，解放沃兹尼先斯克市。与此同时苏军第46集团军第394步兵师渡过特洛伊斯克亚地区的南布格河。然而苏军并未扩大渡河规模和兵力，因为德军在尼古拉耶夫地区构建有一条坚固防线，并集结精锐部队。

解放敖德萨的行动计划由乌克兰第三方面军司令马林诺夫斯基和苏军总参谋部的华西列夫斯基元帅共同制定。1944年3月19日他们将作战计划提交给斯大林批准。斯大林看完之后，当天就批准了这一计划，并同意向敖德萨战区增援更多的重型武器和部队。但是由于长时间降雨地面泥泞，所有军火弹药只能通过数量有限的拖拉机运送。导致进攻敖德萨的行动推迟到3月26日才开始。与乌克兰第三方面军一同发起进攻的还有另外7个集团军，包括哈根指挥的第57集团军，萨洛西指挥的第37集团军，格拉格廖夫指挥的第46集团军，崔可夫指挥的近卫第8集团军，什莱明指挥的第6集团军，茨韦塔耶夫指挥的第5集团军，格列奇金指挥的第28集团军。苏军总兵力高达47万人，拥有1.26万门火炮，435辆坦克和436架飞机。苏军火炮是德军的4倍，坦克数量是德军2.7倍，兵力是德军的1.3倍。