1941 年 7 月 5 日，德軍南方集團軍群發動了進攻基輔的戰鬥，向當面的蘇軍西南方面軍展開了猛攻。德軍第 1裝尹叢集迅速突破了蘇軍薄弱的防線，於 7 月 11 日進抵基輔以西 20 千米的地區。在這裡，德軍的進攻勢頭雖然暫時被蘇軍遏制，但其犀利的正面突擊已將蘇軍西南方面軍分割成幾個孤立的部分，基輔的形勢已到了最危急的時刻。
即便如此，英勇的蘇軍廣大官兵還是在逆境中體現出了強大的作戰潛力。西南方面軍右翼的第 5 集團軍在科羅斯堅她區堅守陣地長達一個半月之久，牽制了德軍約10個師的兵力，並多次組織對德軍側翼的反突擊作戰輔蘇軍正面的壓力。極大緩解了基輔蘇軍正面的壓力。
蘇軍的頑強抵抗與反覆突擊讓德軍南方集團軍群向基輔進攻的勢頭屢次受阻德軍統帥部不得不從莫斯科方向調出中央集團軍群的25個師加入圍攻基輔的作戰。戰鬥一直持續到1941年 8月 13日蘇軍這兩個集團軍堅守到了最後時刻，在孤立無援的情況下最終全軍覆沒。這一失利直接導致了蘇軍西南方面軍與南方面軍防線結合部之間形成了一個巨大的間隙，德軍由此向基輔直撲過去。
8 月 19 日，蘇軍最高統帥部命令西南方面軍各集團軍撤至第聶伯河對岸，沿東岸組織防禦。為了掩護西南方面軍的右翼，由其他地段撤下來的兵團重新組建的第 40 集團軍在科諾託普以北沿傑斯納河展開激戰。 9 月初，德軍進抵傑斯納河，並在紹斯特卡、科羅普、維布利等地域進行了強渡。 9 月 10 日，古德里安指揮的第 2 裝甲叢集先鱺隊 … 在蘇軍西南方面軍後方奪取了羅姆內市。第二天，蘇軍西南方向總司令布瓊尼元帥察覺到基輔守軍的危險處境，向最高統帥部提交了東撤的請求。斯大林拒絕了這一請求，並將其免職，由西方向總司令和西方面軍司令鐵木辛哥元帥接替指揮，死守基輔。
9 月 11 日，在蘇軍西南方面軍的南翼，德軍強渡第聶伯河。 9 月 12 日，德軍第 1 裝甲叢集由此渡河，快速向基輔基輔蘇軍面臨即將被合圍的巨大危險。西南方面軍司令基爾波諾斯上將為了儲存蘇軍的有生力量，再次向最高統帥部發出了後撤的請求，但最終還是被駁回。 9 月 15 日合德軍第 1 裝甲叢集和第 2 裝甲叢集在洛赫維察地區會完成了對蘇軍西南方面軍 4 個集團軍的全面包圍，人類戰爭史上最大規模的圍殲戰就此打響了。兩天之後，蘇 1 軍最高統帥部下令西南方面軍放棄基輔立即突圍，但為時已晚，越來越多的德軍開始逐步收緊包圍圈。
9 月 19 日，基輔在德軍反覆衝擊之下失守，但頑強不屈的被包圍蘇軍依然堅持戰鬥。由於外圍蘇軍兵力不足無法對包圍圈中的西南方面軍提供援助，被圍蘇軍的處境越來越艱難。 9 月 20 日，基爾波諾斯上將在突圍戰鬥中陣亡，西南方面軍各部隊完全陷人了一片混亂，被德軍逐個殲滅。 9 月 26 日，蘇軍有組織的抵抗基本上結束，西南方面軍大部分被德軍消滅，僅有 15 萬官兵最終突圍成功。
這場戰役持續了兩個半月之久，以德軍佔領基輔並擊趟軍西南方面軍而告終。雖然蘇軍損失慘重，但英勇的蘇軍官兵持久而頑強的戰鬥有效遲滯了德軍的進攻，打破了希特勒速戰速決佔領基輔的計劃 ，減緩了德軍在莫斯科方向的進攻速度，為保衛莫斯科的最終勝利贏得了寶貴的時間。關於德軍在這次戰役中的得與失，英國軍事理論家利德爾 · 哈特是這樣總結的：“就基輔包圍戰本身而言，實在可以算得上是一次極大的成功。對德軍而言，也算得上是一個空前的傑作 … … 但這次戰役唯一弱點就是德軍錯過了寶貴的時間 … … 因此德軍雖然贏得了戰爭史上最大的殲滅戰，卻失去了戰爭史上最大的戰爭。”
德軍佔領基輔兩年之後，實力大增的蘇軍展開了全面的反攻作戰。 1943 年 9 月底，蘇軍烏克蘭第 1 方面軍成功奪取基輔南面的布克林登陸場和北面的柳捷日登陸場，由此拉開了解放基輔戰役的序幕。 10 月 12 日和 10 月 21 日，瓦圖京大將先後從布克林登陸場發動了兩次進攻，但都由於德軍在此處集中了龐大兵力而未取得預期的戰果。於是，蘇軍決定將主攻部隊轉向北面的柳捷日登陸場，攻擊德軍防守薄弱點。蘇軍大量坦克、火炮以及作戰官兵神不知鬼不覺地隱蔽行動至柳捷日登陸場，並未察覺的德軍依舊在基輔南面重兵佈防。
11 月 1 日，蘇軍在布克林登陸場實施佯攻，並出動了概轟炸機對該地點的德軍進行猛烈轟炸。由於蘇軍推進 ！速度很快，德軍最高統帥部擔心基輔的守軍會重蹈兩年前蘇軍被全殲的覆轍，於是立即下令所有的部隊都向西撤退。 11 月 6 日，蘇軍順利攻佔基輔，貝利、日托米爾、法斯托夫一線，並繼續進抵至切爾諾在基輔地域建立起約勝一幾曉寸 ℃ 一口萬心獄擴巧。千米的戰略縱深。 11 月 8 日，對基輔並沒有完全死，德軍從法斯托夫以南、斯泰基一線向基輔側翼實施了反攻，妄圖奪回基輔進蘇軍防線 40 千米。
德軍的反攻進展一度很順利，最遠推 11 月 13 日蘇軍針對這股德軍實施了反突擊，再次將德軍趕走。至 11 月 30 日，基輔附近的戰線獲得了穩定，德軍反攻基輔的作戰企圖被徹底挫敗。在解放基輔的戰役中， 2 個裝甲師和 1 個摩托化師，蘇軍共擊潰德軍 12 個步兵師、擊毀和繳獲火炮及迫擊炮約 1200 門、約 2000 輛坦克和裝甲車輛 600 餘輛、作戰飛機 90m 、嘆一，卜止。雲南線的乒。蘇軍不僅沉重打擊了德軍，也為隨後的男仙反攻大作作戰奠定了堅實基礎。
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