20 августа загрохотала артиллерийская канонада, которой открылось наступление войск Тимошенко. Как и предсказывал Сталин, румыны бежали со своих позиций, но на этот раз Кессельринг заставил их вернуться на рубеж обороны, и оборона устояла. Она прогибалась, она изгибалась и отползала назад, но держалась. И в подходящих условиях она иногда огрызалась, нанося чувствительные удары жалом своих контратак. Тимошенко вел наступление двумя фронтами, имея в их составе 929 000 человек. Это была грозная сила, но и группа армий «Юг», получив подкрепление, больше не являлась тем побитым войском, которым она была в июне. Полученные подкрепления ни в коем случае не исчерпывали все нужды этой группы, но благодаря способности немецкой армии к самовосстановлению все, что было направлено сюда, использовалось с исключительно высокой эффективностью. Кроме того, подкрепления продолжали поступать и тогда, когда бои уже шли полным ходом. Немцы выстроили прочную, но вместе с тем гибкую оборону, и всякая попытка сломить ее дорого обходилась советским войскам. Немецкие солдаты, что воевали на земле, воспринимали как чудо высокую боевую активность самолетов люфтваффе, и это чудо сделало многое для укрепления боевого духа обороняющихся. Люфтваффе и значительно возросшее количество зенитных орудий не позволили советским ВВС оказать армиям Тимошенко действенную поддержку с воздуха. Тем не менее, поскольку удары советских дивизий были нацелены главным образом на них, силы румын таяли очень быстро. Тимошенко имел право отрапортовать, что вся Бессарабия очищена от фашистов, и Сталин может отдать приказ еще раз провести многопушечный салют, чтобы отпраздновать освобождение одного из последних кусков советской земли, оставшихся в руках противника. Однако к началу сентября продвижение войск Тимошенко стало настолько медленным и оно доставалось настолько дорогой ценой, что продолжение операции было поручено другому фронту из резерва главного командования.[207] Особенно серьезными оказались потери в танковых частях, и при этом было непохоже, что немецкой обороне, которая с кровопролитными боями медленно отходила назад, был нанесен какой-либо серьезный ущерб. Полным провалом окончились попытки советской авиации нанести бомбовые удары по районам нефтедобычи в Плоешти. Добыча нефти продолжалась.
Наконец обстановка потребовала, чтобы Кессельринг вновь применил накопленный им опыт работы с союзниками-латинянами. Успех, которого он добился, сдерживая наступление советских войск, сыграл на руку румынскому диктатору маршалу Антонеску и позволил тому сильно укрепить свои позиции. Тем не менее ужасающие потери румынских войск привели к тому, что король Михай попытался сместить диктатора и объявить о выходе Румынии из войны. Кессельринг вежливо, но решительно взял короля под стражу, обеспечив ему в качестве охраны «почетный караул» из немецких солдат.