朱可夫负责协调瓦图京指挥的乌克兰第一方面军和科涅夫指挥的乌克兰第二方面军的行动。朱可夫与瓦图京12月25日下令实施日托米尔一别尔迪切夫战役。乌克兰第一方面军于12月31日攻占了日托米尔，次年1月5日解放了别尔迪切夫。1月7日，朱可夫来到乌克兰第二方面军，次日该方面军攻占了基洛夫格勒。随后朱可夫又返回乌克兰第一方面军，着手研究科尔松一舍甫琴科夫斯基战役。朱可夫计划由乌克兰第一、第二两个方面军共同实施这一战役。1月24日和26日，科涅夫和瓦图京的部队先后发起进攻，于28日完成了对科尔松一舍甫琴科夫斯基德军集团的合围，2月17日实施围歼，歼敌7.3万人，重创德军15个师。至2月底，乌克兰第一方面军右翼已攻占卢茨克，舒姆斯科耶、舍彼托夫卡等地域，乌克兰第二方面军占领了经乌曼向莫吉廖夫实施突击的出发地域。
1944年2月29日，瓦图京大将在去视察部队的途中，遭到德军狙击手的袭击，身负重伤，不久牺牲。3月1日，朱可夫向方面军各部下达简短命令：“根据最高统帅部大本营命令，由我临时担任乌克兰第一方面军司令员。”3月4日，乌克兰第一方面军按既定部署展开进攻，包围德军曼施泰因的坦克集群。从3月7日起，“这里展开了一场库尔斯克会战后从未见过的最残酷的战斗”。经一周激战，朱可夫的坦克部队突破曼施泰因的防线，向纵深推进。3月中旬，朱可夫指挥乌克兰第一方面军攻占了杜勃诺、克列门涅茨、莫吉廖夫。