Большое внимание командующий и штаб 2-го Украинского фронта уделяли организации разведки всех видов. В этом деле разведчикам активно помогали партизаны, которые добывали весьма ценные сведения о противнике. Всеми видами разведки удалось установить еще до подхода войск фронта наличие укрепленных районов на рубеже Тыргу-Няму, Тыргу-Фрумос, количество, расположение и конструкцию дотов. Эти данные подтверждали и пленные. По их показаниям, а также из захваченных документов врага удалось установить направление отхода дивизий и корпусов, подход и ввод в бой 7, 3, 11 и 14-й танковых дивизий на уманском направлении, 5, 7, 8 и 14-й пехотных дивизий – на могилево-подольском и ботошанском направлениях, 79-й пехотной, 23-й и 24-й танковых дивизий – на направлении Яссы и танковой дивизии СС «Мертвая голова» – на кишиневском направлении.
Основным средством связи с началом наступления была радиосвязь, так как сеть постоянных линий связи была полностью разрушена. Тыл под руководством генерала В. И. Вострухова в сложных погодных условиях сумел к началу операции обеспечить потребности войск в основных материальных средствах и, главное, в боеприпасах. Однако танковые армии имели от 2,6 до 5 заправок дизтоплива и от 0,2 до 2,1 заправок автобензина. Этих запасов, конечно, было недостаточно для операции большого размаха.
Перед началом операции 4 марта во всей полосе 2-го Украинского фронта была проведена разведка боем с целью уточнения переднего края обороны противника, его огневых средств и некоторого улучшения исходного положения для наступления. В результате удалось подтвердить прежние данные о группировке противника, о силах и нумерации его частей, а также выявить ряд дополнительных данных об огневых средствах и системе огня.
5 марта в 6 часов 54 минуты началась артиллерийская подготовка на направлении главного удара. Погода в этот день была теплой. Утренний туман был настолько плотным, что местность просматривалась не далее чем на 100 м. В этих условиях действия авиации были исключены, а эффективность артиллерийской подготовки была несколько снижена, но вполне достаточной для обеспечения успеха атаки.
Маршал И. С. Конев в это время находился на наблюдательном пункте 52-й армии генерала К. А. Коротеева. После завершения артподготовки ударная группировка 2-го Украинского фронта перешла в наступление. Оно оказалось неожиданным для противника. Его первая позиция была прорвана на протяжении 30—35 км. После этого маршал Конев ввел в сражение 2-ю и 5-ю гвардейскую танковые армии с целью завершения прорыва тактической зоны обороны противника в первый же день операции.