В сложившейся обстановке были уточнены задачи и советским войскам. 3 октября Ставка ВГК приказала 2-му Украинскому фронту нанести удары в северном и северо-западном направлениях в обход венгерского города Дебрецен с запада и востока.
Одновременно Ставка передала в состав фронта 46-ю армию, а также усилила его войска механизированным и двумя кавалерийскими корпусами, артиллерийской дивизией прорыва, авиацией и маршевым пополнением.
Командующий 2-м Украинским фронтом маршал Р.Я. Малиновский, получив указания Ставки, сразу же приступил к подготовке первой наступательной операции на территории Венгрии, получившей название Дебреценской и проводившейся без всякой оперативной паузы. По замыслу главный удар наносился в центре фронта силами 53-й общевойсковой, 6-й гвардейской танковой, 1-й румынской армий и конно-механизированной группы генерала И.А. Плиева из района южнее Орадя, Баттонья в направлении Дебрецена. Войска правого крыла фронта продолжали наступать в тыл восточнокарпатской группировки противника, а левого крыла – обеспечивали наступление главных сил фронта с юга.
К началу операции войска 2-го Украинского фронта превосходили противника: в людях – в 3 раза, в орудиях и минометах – в 2,9, в танках и САУ – в 2,5 и в самолетах – в 2 раза. Но, несмотря на столь значительное преимущество, их ожидало немало трудностей: на ряде участков им предстояло наступать в условиях горно-лесистой местности, вести бои в населенных пунктах с прочными каменными строениями, превращенными в мощные узлы обороны.
Дебреценская операция началась 6 октября 1944 года. В ходе ее успешно действовали 53-я армия генерала И.М. Манагарова и конно-механизированная группа генерала И.А. Плиева. Они уже в первый день прорвали главную полосу обороны и к исходу третьего дня наступления продвинулись на 100 км на север. Действия же 6-й гвардейской танковой армии генерала А.Г. Кравченко оказались крайне неудачными. Наступая в первом эшелоне, она встретила очень сильное сопротивление противника, потеряла значительное число танков и целую неделю не могла продвинуться к г. Орадя. В такой обстановке маршал Р.Я. Малиновский был вынужден отвлечь главные силы генерала Плиева от задачи наступления на Дебрецен. Он круто повернул их на юго-восток. К исходу 12 октября группа Плиева во взаимодействии с 33-м стрелковым корпусом овладела городом Орадя – мощным опорным пунктом врага на дебреценском направлении.
К этому же времени советские войска очистили венгерское левобережье Тисы к югу от Дебрецена, освободили Сегед и Клуж. Продвигаясь в направлении Сату-Маре, Чоп, они содействовали наступлению 4-го Украинского фронта в Карпатах. 20 октября войска центра 2-го Украинского фронта овладели Дебреценом. Передовые части группы Плиева вышли на р. Тиса и перерезали пути отхода 1, 2 венгерским и 8-й немецкой армиям.
Чтобы избежать окружения, противник силами двух танковых корпусов нанес контрудар по флангам группы Плиева и перерезал ее коммуникации южнее Ньиредьхазы. После тяжелых пятидневных боев советские войска оставили Ньиредьхазу и 27 октября соединились с основными силами фронта.
К исходу 28 октября войска под командованием маршала Р.Я. Малиновского, преодолев сильное противодействие немецко-венгерских соединений, на правом крыле приблизились к Тисе, на центральном участке вышли на восточный берег реки, а на левом крыле форсировали ее. При этом в междуречье Тиса – Дунай был захвачен крупный плацдарм – около 120 км по фронту и от 20 до 100 км в глубину. В течение 23 дней они продвинулись на 130–275 км и создали предпосылки для наступления на Будапешт. Взаимодействуя с соединениями венгерской армии, советские войска разгромили 10 вражеских дивизий, взяв в плен более 42 тысяч человек. Потери 2-го Украинского фронта в Дебреценской операции составили свыше 84 тысяч человек.
Выход советских соединений в район Дебрецена вынудил гитлеровское командование начать отвод своих войск перед центром и левым крылом 4-го Украинского фронта в Карпатах. Здесь с частью штаба перешел на советскую сторону командующий 1-й венгерской армией генерал Б. Миклош, который отдал приказ подчиненным ему частям прекратить сопротивление и поднять белый флаг.
По предложению Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко с приказом Миклоша через линию фронта были направлены десять пленных венгерских офицеров. Однако надежды Ставки ВГК на перемирие и выход Венгрии из войны не оправдались. В двадцатых числах октября советская разведка получила достоверные сведения о карательных мерах Гитлера, предпринятых к Венгрии, о смещении Хорти, о приказе войскам венгерской армии назначенного на его место Салаши сражаться до последнего с советскими войсками. И этот приказ строго выполнялся. Исходя из этого, Ставка ВГК приказала советским войскам «действовать на поле боя против венгерских войск так, как и против немецких».
