Прошедшие дожди внесли свои коррективы в обстановку, дороги развезло, уровень воды в реках повысился. Пришлось наводить переправу через Псёл, но даже с учётом погодных условий манёвр 4-й гвардейской армии удался. Как и месяцем ранее, пехоту посадили на грузовики, и колонна техники совершила переход в сто километров за одну ночь с 19 по 20 ноября. Оставив левый берег Днепра под наблюдением дозоров, пройдя по переправам через Псёл и Днепр, 4-я гвардейская армия к утру 20 ноября достигла позиций 53-й армии и получила возможность немного отдохнуть перед началом наступления.
5-я гвардейская танковая армия, совершив марш в семьдесят километров, передислоцировалась из района Кривого Рога на правый фланг, чем усилила ударную группировку 4-й, 5-й гвардейских и 53-й армий.
20 ноября началось наступление. Концентрированным ударом 4-й гвардейской, 5-й гвардейской танковой и 53-й армий за несколько дней удалось прорвать оборону противника севернее города Александрия и развить наступление в северо-западном направлении. Одновременно 52-я армия атаковала с плацдарма в районе Черкасс, что создало угрозу окружения группировки противника вдоль правого берега. Как и ожидал Валентин, неприятель начал отвод войск от Днепра, не воспользовался уходом 4-й гвардейской армии с левого берега и не стал форсировать реку. В конечном итоге, как и предполагалось, три плацдарма были объединены в один, и теперь уже перемещения войск возможно было проводить по правому берегу Днепра.
Противник, не ожидавший мощного наступления 4-й гвардейской, 5-й гвардейской танковой и 53-й армий, начал отводить подразделения от левого берега в районе Кременчуга, чем облегчил задачу 5-й и 7-й гвардейским армиям, которым в октябре в результате контрудара неприятеля пришлось отступить. То, что было невозможно осуществить в октябре 5-й и 7-й гвардейским армиям, получилось в ноябре благодаря подготовке к наступлению и передислокации 4-й гвардейской и 5-й гвардейской танковой армий.
5-я гвардейская армия вместе с 5-й гвардейской танковой армией в начале декабря овладели городом Знаменка. 7-я гвардейская армия продвигалась по направлению на Кировоград. К 20 декабря темпы наступления замедлились, и войска перешли к обороне.
А на левом фланге фронта вплоть до 30 ноября 37-я и 57-я армии проводили безуспешные попытки овладеть Кривым Рогом.
Успеху Знаменской операции способствовало ведение группой армий «Юг» боевых действий на два фронта. В ноябре шли ожесточённые сражения за Киев. 1-й Украинский фронт оттягивал на себя значительные силы противника. Если бы 2-й Украинский фронт оказался в одиночестве на правом берегу Днепра, то никакие хитрости и усилия не смогли бы привести к развитию наступления.
Как отмечал Валентин Владимиров, Знаменская наступательная операция, наряду с Пятихатской и Киевской, является одним из основных сражений по прорыву обороны противника на правом берегу Днепра. Развив наступление, 2-й Украинский фронт с помощью неожиданного манёвра увеличил плацдарм, который стал занимать весь берег Днепра от Черкасс до Верхнеднепровска. В результате Знаменской операции стало возможным прямое сообщение с частями, находившимися на плацдармах у Черкасс и Кременчуга, что позволило ударным подразделениям располагаться на одном пространстве, не разделённом рекой, и увеличило наступательные возможности фронта.
Если Киевская операция достаточно хорошо освещена в литературе, о Пятихатской существуют некоторые сведения, то Знаменская операция остаётся почти неизвестной и малоизученной. Даже в мемуарах командующего фронтом Конева о Знаменской операции ничего не сказано.
29 декабря Ставка Верховного главнокомандования выпустила директиву, приказывающую 2-му Украинскому фронту наступать на Кировоград и дальше в район Ново-Украинки и реки Южный Буг. Кировоград предписывалось окружить сходящимися ударами.
Уважение к Валентину со стороны служащих штаба фронта росло с каждой неделей. Если в октябре его не замечали, то теперь начали даже здороваться. Командующий вызвал старшего лейтенанта, поблагодарил за идею, хорошо спланированную операцию и велел разрабатывать план наступления на Кировоград.
Валентин воспринял приказ Конева с настороженностью. Свои недавние достижения он связывал с везением, которое удивительным образом сопутствовало выполнению поручений командующего. Но и огромного напряжения сил стоила старшему лейтенанту сначала идея по строительству переправы, а затем создание двух планов наступлений. Он понимал, что в случае ошибки его постигнет наказание, хотя слово «расстрел» уже не звучало. Не может, как считал Валентин, везение долго сопровождать дела, рано или поздно наступит неудача. Чтобы предотвратить поражение, ему требовалось постоянно совершенствоваться, изучать военную литературу и с особой тщательностью подходить к составлению планов операций.