3-й Белорусский фронт наступал по двум основным направлениям: на юго-запад (к Минску) и запад (на Вилейку). 1-й Белорусский фронт наступал на Слуцк, Несвиж и Минск.
Сопротивление немцев было слабым, основные силы были разгромлены. 30 июня был взят Слуцк, а 2 июля – Несвиж, немцам были перерезаны пути отхода на юго-запад. Ко 2 июля танковые части 1-го Белорусского фронта подошли к Минску. Наступающим частям 3-го Белорусского фронта пришлось выдержать жестокий бой с 5-й немецкой танковой дивизией (усиленной батальоном тяжелых танков), которая 26–28 июня прибыла в район Борисова. Эта дивизия была полнокровной, несколько месяцев не участвовала в боевых действиях. В ходе нескольких тяжелых боев, последний произошел 1–2 июля к северо-западу от Минска, танковая дивизия потеряла почти все танки и была отброшена. 3 июля 2-й гвардейский танковый корпус Бурдейного ворвался в Минск с северо-западного направления. В это же время с южного направления к городу подошли передовые части Рокоссовского. Немецкий гарнизон был немногочисленным и продержался недолго, уже к обеду Минск освободили. В результате части 4-й армии и присоединившиеся к ней подразделения других армий попали в кольцо окружения. Окруженные не смогли организовать длительного сопротивления – область окружения простреливалась насквозь артиллерийским огнем, ее постоянно бомбили, боеприпасы кончались, помощи извне не было. Немцы сражались до 8–9 июля, совершили несколько отчаянных попыток прорыва, но всюду были разгромлены. 8 июля и. о. командующего армией, командующий XII армейским корпусом Винценц Мюллер подписал капитуляцию. Еще до 12 июля шла «зачистка», немцы потеряли 72 тыс. убитыми и более 35 тыс. попали в плен.
Бедность дорожной сети в Белоруссии и болотисто-лесистая местность привели к тому, что многокилометровые колонны немецких войск сгрудились всего на двух крупных шоссе – Жлобинском и Рогачевском, где подверглись массированным ударам советской 16-й воздушной армии. Некоторые немецкие части были практически уничтожены на Жлобинском шоссе.
На втором этап операции немцы пытались стабилизировать положение. Начальник генштаба сухопутных войск Курт Цейтцлер предложил перебросить группу армий «Север» на юг, чтобы с помощью ее войск построить новый фронт. Но этот план был отвергнут Гитлером по политическим соображениям (отношения с финнами). Кроме того, выступило против флотское командование – уход из Прибалтики ухудшал сообщения с той же Финляндией и Швецией, приводил к потере ряда военно-морских баз и опорных пунктов на Балтике. В результате Цейтцлер подал в отставку и был сменен Хайнцем Гудерианом.
Модель пытался воздвигнуть новую оборонительную линию, которая шла от Вильнюса