Войска 3-го Украинского фронта прорвали главную полосу обороны и в первый день наступления продвинулись на 5–7 км. Противник предпринимал сильные контратаки. На второй день они стали еще более яростными, особенно упорными были бои в районе Секешфехервара. Чтобы сломить сопротивление врага, командующий фронтом приказал ввести в сражение вторые эшелоны корпусов, а 21 декабря — армейские подвижные группы: 2-й гвардейский и 7-й механизированный корпуса, а также 18-й танковый корпус, составлявший фронтовую подвижную группу. Однако прорвать вражескую оборону на всю глубину в установленные сроки не удалось. Стрелковые дивизии не имели танков непосредственной поддержки пехоты, а в большинстве случаев — и вторых эшелонов.
Лишь на четвертый день войска фронта смогли прогрызть все три оборонительные полосы. Продвинувшись с начала наступления на 27 км, они в результате ожесточенного боя овладели городом Секешфехервар и устремились на север. 24 декабря они выбили противника из города Бичке, а через два дня, выйдя к Дунаю, заняли Эстергом и соединились с войсками Малиновского.
В результате в окружение попала группировка противника в составе 7 пехотных, 2 танковых, 1 моторизованной, 2 кавалерийских дивизий, 3 артиллерийских бригад, до 30 отдельных батальонов, полков и боевых трупп немцев и венгров общей численностью 188 тысяч человек. Одновременно 46-я армия во взаимодействии со 2-м гвардейским механизированным корпусом ворвалась в Буду и завязала уличные бои. Соединения 4-й гвардейской армии генерала Захарова и 5-го гвардейского кавалерийского корпуса 26 декабря выдвинулись на рубеж юго-западнее Секешфехервара, создав внешний фронт окружения.
29 декабря маршалы Малиновский и Толбухин, чтобы избежать дальнейшего кровопролития, оградить Будапешт от разрушений, сохранить его исторические памятники, обратились к командованию окруженной группировки с ультиматумом. Условия капитуляции непрерывно передавались мощными звуковещательными станциями, а в штаб противника были направлены два парламентера — капитаны Миклош Штейнмец и И.А. Остапенко. Осажденные отказались вести любые переговоры; парламентеров убили.
Отказ гитлеровцев от капитуляции вынудил советские войска приступить к боевым действиям по уничтожению окруженной группировки. Ожесточенные бои вспыхнули с новой силой. Они шли непрерывно днем и ночью еще почти полтора месяца. Причиной затянувшейся борьбы стали события, развернувшиеся на внешнем фронте окружения.
Недовольный действиями генералов Фриснера и Фретер-Пико, Гитлер еще 23 декабря назначил командующим группой армий «Юг» генерала Вёлера, а командующим 6-й армии, сражавшейся в районе Будапешта, — генерала танковых войск Балька. 25 декабря командование 6-й немецкой армии было поставлено в известность о решении фюрера отправить в район к западу от Будапешта значительные подкрепления. Группа армий «Юг» постоянно усиливалась танковыми соединениями. Если к началу Дебреценской операции войскам двух Украинских фронтов противостояли 4 танковые и 3 моторизованные дивизии, то к 1 января 1945 года — 13 танковых, две моторизованные дивизии и одна мотобригада. Несмотря на то что германскому командованию было известно о подготовке Красной Армии к большому наступлению против восточнопрусской и варшавской группировок, оно продолжало усиливать группу армий «Юг», даже за счет ослабления своих сил в центре советско-германского фронта. Так, из-под Варшавы был переброшен 4-й танковый корпус СС под командованием группенфюрера Герберта Гилле в составе танковых дивизий «Тотенкопф» и «Викинг».
По утверждению Гудериана: «Освобождение от блокады Будапешта было для Гитлера важнее, чем оборона Восточной Германии». Этому можно поверить, если учесть, что на всем Восточном фронте вермахт имел 24 танковых и 7 моторизованных дивизий.
Для деблокирования будапештского «гарнизона» германское командование сосредоточило к юго-востоку от Комарно танковый корпус СС и другие соединения — 5 танковых и 3 пехотные дивизии.
С советской стороны на 120-километровом участке между Дунаем и озером Балатон внешний фронт окружения удерживала 4-я гвардейская армия генерала Захарова в составе 13 стрелковых дивизий, 1-го гвардейского укрепленного района и 7-го механизированного корпуса. В полосе армии располагался резерв фронта — 5-й гвардейский кавалерийский и 18-й танковый корпуса.
На подходе был больше года проведший в резерве Ставки 1-й гвардейский ордена Ленина механизированный корпус под командованием генерала И.Н Руссиянова, полностью укомплектованный отборным личным составом — ветеранами и сибиряками и техникой, и усиленный тремя самоходно-артиллерийскими полками с новейшими СУ-100. Основу танкового парка составляли американские «шерманы».
Разведка армии и фронта не выявила намерения противника нанести удар по правому флангу армии. Главные силы армии находились на левом фланге, где 1 января предпринимались попытки наступления.
В ночь на 2 января немцы после короткой, но мощной артиллерийской подготовки перешли в наступление в направлении на Бичке, введя в бой 300 танков. Оборона 80-й гвардейской стрелковой дивизии, не успевшей даже отрыть траншеи, была прорвана сразу. К исходу 3 января противник продвинулся на глубину 16–24 км. В последующие три дня — еще на 12–13 км и к исходу 6 сентября оказался возле Бичке. Только благодаря упорству советских солдат, избавившихся от синдрома танкобоязни и окруженчества, и маневру резервами его удалось остановить. На участок прорыва в течение трех дней были переброшены основные силы 18-го танкового и 1-го гвардейского механизированного корпусов, 4 стрелковые и 1 кавалерийская дивизия, 17 артиллерийских, минометных, истребительных и самоходных полков, саперные части.
Одновременно Ставка приказала командующему 2-м Украинским фронтом нанести удар 7-й гвардейской и 6-й гвардейской танковой армиями из района севернее Эстергома вдоль северного берега Дуная на Комарно, овладеть переправами у этого города, форсировать реку, выйти в тыл группировке противника и разбить ее во взаимодействии с ударной группировкой 3-го Украинского фронта, действующей от Бичке на Комарно.
6 января армии Шумилова и Кравченко при поддержке 5-й воздушной армии прорвали оборону немцев на реке Грон, к исходу следующего дня продвинулись на 25–35 км и завязали бои за Нове-Замки и Комарно. В последующие дни советские войска встретились с нарастающими контратаками противника, вводившего одновременно до 100 танков и штурмовых орудий. 11–13 января враг усилил контратаки, введя свежую 20-ю танковую дивизию. Ожесточенные бои в междуречье Грон, Нитра завершились оттеснением советских войск на 15–16 км. 14 января обе стороны перешли к обороне. Войска Толбухина продолжали отражать немецкие атаки и удара на Комарно организовать не смогли.
Задача, поставленная Ставкой, оказалась невыполненной. Основной причиной явился недостаток сил.
Противник не отказался от идеи выйти в район Бичке и отсюда наступать на Будапешт. Оставив почти неизменным состав ударной группировки на направлении первого, удара, он сосредоточил в районе выступа южнее Мора новую группировку из трех танковых и одной кавалерийской дивизий. Отсюда намечался удар в направлении Замой, Бичке на соединение с главными силами группировки, наступавшей с северо-запада. Второй удар противника, нанесенный 8 января, не оказался неожиданностью, его направление было точно определено разведкой и оборонявшиеся здесь 70-й стрелковый и 7-й механизированный корпуса встретили натиск достойно. За пять дней немцы продвинулись на 6–7 км и выдохлись.
Во второй половине января германское командование предприняло еще одну попытку деблокировать будапештскую группировку. Замысел теперь состоял в том, чтобы прорваться между озерами Веленце и Балатон, выйти на Дунай севернее Дунафёльдвара и разрезать надвое войска 3-го Украинского фронта. В последующем, прикрывшись с юга, развивать удар вдоль берега Дуная к Будапешту, соединиться с гарнизоном и уничтожить 46-ю и 4-ю гвардейскую армии.
Перегруппировка 4-го танкового корпуса СС в район восточнее Веспрема осталась не замеченной советским командованием. Руководители операции организовали сложную серию войсковых перевозок. Вместо того чтобы просто перебросить дивизии «черного генерала» из-под Комарно к Балатону, их грузили в эшелоны и везли кружным путем через Чехословакию, Германию и Австрию по маршруту длиной полторы тысячи километров. Попутно распространялась дезинформация. По данным опроса пленных и перебежчиков, фронтовая разведка пришла к выводу, что противник готовится начать общий отвод войск на запад. Комдивам указывалось быть готовым к активному преследованию с тем, чтобы не дать немцам оторваться.
Начать «преследование» намечалось вечером 17 января. Именно в это время последовал удар 560 танков на участке 135-го стрелкового корпуса. В первые сутки немецкие танковые части продвинулись на глубину 16–30 км и были ненадолго задержаны лишь на рубеже канала Шарвиз. Части советского 7-го мехкорпуса оказались в окружении. К району прорыва срочно перебрасывался 18-й танковый и два стрелковых корпуса. С утра 19 января немцы форсировали канал и, развивая наступление по расходящимся направлениям, к утру 20 января вышли к Дунаю, в районе Дунапентеле. 18-й танковый и 133-й стрелковый корпуса, которым надлежало остановить врага на канале, оказались отрезанными от своих войск. За двое суток противник добился значительного оперативного успеха. Продвинувшись на 55 км, он расколол войска 3-го Украинского фронта на две части.