Подготовка операции осуществлялась в крайне ограниченные сроки. При этом предстояло провести крупную перегруппировку сил и средств. Только на 1-м Украинском фронте в ней были задействованы пять армий, в том числе две танковые, а также ряд отдельных корпусов. Сложные задачи пришлось решать полевому управлению 2-го Украинского фронта. Ему пришлось выводить из сражения и перемещать на новое направление 6-ю гвардейскую танковую армию и 1-ю гвардейскую конно-механизированную группу, принимать в свой состав и выводить в первый эшелон 9-ю гвардейскую армию, организовывать переброску 53-й и 40-й армий с целью занятия исходного положения для наступления. Немаловажным условием, требовавшим ускорить начало операции, являлось начавшееся в Праге 5 мая вооруженное восстание. Стремясь подавить его, оккупанты применили против чехословацких патриотов артиллерию, танки и авиацию.
Наступление 1-го Украинского фронта началось 6 мая, на сутки раньше намеченного срока. Утром того дня разведка установила, что северо-западнее Дрездена противник занимает оборону в отдельных опорных пунктах незначительными силами. Поэтому было решено нанести удар, не ожидая полного сосредоточения главной группировки. В 14 часов после короткой артиллерийской подготовки дивизии 13-й и 3-й гвардейской армий генерал-полковников Н.П. Пухова и В.Н. Гордова атаковали врага. Вслед за ними начали выдвигаться передовые отряды 4-й и 3-й гвардейских танковых армий генерал-полковников Д.Д. Лелюшенко и П.С. Рыбалко. Прорвав в течение 2-3 часов главную полосу обороны немецких войск, они обогнали стрелковые части и к исходу дня продвинулись на 23 км.
В ночь на 7 мая, после 30-минутной артиллеийской подготовки, перешли в наступление соединения 5-й гвардейской армии генерал-полковника А.С. Жадова. Используя внезапность, они быстро сломили сопротивление танковой дивизии «Герман Геринг», 20-й танковой и 2-й моторизованной дивизий и начали продвигаться в глубину обороны противника. В тот же день начали боевые действия армии центра и девого крыла фронта, в результате чего ширина полосы его активных действий увеличилась до 430 км.
В районе Дрездена враг пытался контратаками пехоты и танков задержать продвижение советских войск, но, не выдержав их ударов, вынужден был отойти на 30-40 км. Вскоре армии главной ударной группировки 1-го Украинского фронта вышли в полосе шириной 60 км к северным склонам главного хребта Рудных гор и завязали бои за перевалы. Несмотря на упорное сопротивление немецких аръергардных частей, взрывавших мосты и устраивавших завалы на дорогах, 8 мая 4-я и 3-я гвардейские танковые армии преодолели Рудные горы, а 5-я гвардейская армия овладела крупным административным и промышленным центром Саксонии Дрезденом.
На 2-м Украинском фронте соединения 7-й гвардейской армии генерал-полковника М.С. Шумилова 7 мая закончили перегруппировку и в 8 часов 15 минут, после 30-минутной артиллерийской подготовки, перешли в наступление. За день они прорвали оборону противника на глубину 25 км. С утра следующего дня в сражение была введена 6-я гвардейская танковая армия генерал-полковника А.Г. Кравченко, которая увеличила вклинение до 50 км и вышла в район Яромержице. Также успешно в течение 8 мая действовали 53-я (генерал-лейтенант И.М. Манагаров), румынская 1-я , 9-я гвардейская (генерал-полковник В.В. Глаголев) и 46-я (генерал-лейтенант А.В. Петрушевский) армии, которые преодолели от 30 до 40 км. В то же время войска 4-го Украинского фронта овладели крупным железнодорожным узлом и важным военно-промышленным центром Чехословакии г. Оломоуц и во взаимодействии с 40-й (генерал-лейтенант Ф.Ф. Жмаченко) и румынской 4-й армиями 2-го Украинского фронта ликвидировали оломоуцкий выступ.
На 2-м Украинском фронте соединения 7-й гвардейской армии генерал-полковника М.С. Шумилова 7 мая закончили перегруппировку и в 8 часов 15 минут, после 30-минутной артиллерийской подготовки, перешли в наступление. За день они прорвали оборону противника на глубину 25 км. С утра следующего дня в сражение была введена 6-я гвардейская танковая армия генерал-полковника А.Г. Кравченко, которая увеличила вклинение до 50 км и вышла в район Яромержице. Также успешно в течение 8 мая действовали 53-я (генерал-лейтенант И.М. Манагаров), румынская 1-я , 9-я гвардейская (генерал-полковник В.В. Глаголев) и 46-я (генерал-лейтенант А.В. Петрушевский) армии, которые преодолели от 30 до 40 км. В то же время войска 4-го Украинского фронта овладели крупным железнодорожным узлом и важным военно-промышленным центром Чехословакии г. Оломоуц и во взаимодействии с 40-й (генерал-лейтенант Ф.Ф. Жмаченко) и румынской 4-й армиями 2-го Украинского фронта ликвидировали оломоуцкий выступ.
Большую роль в успехе наступления сыграла авиация. В течение трех дней 2, 5, 8-я и 17-я воздушные армии под командованием генерал-полковников авиации С.А. Красовского и С.К. Горюнова, генерал-лейтенанта авиации В.Н. Жданова и генерал-полковника авиации В.А. Судец совершили 7640 самолето-вылетов. В целом в период с 6 по 8 мая армии трех фронтов прорвали вражескую оборону на всю ее оперативную глубину, преодолели Рудные горы, вышли на рубежи, находившиеся в 60-150 км севернее, восточнее и южнее Праги. Тем самым они создали благоприятные условия для окружения главных сил противника в Чехословакии. Выполнению этой задачи способствовало также уничтожение 5-м гвардейским механизированным корпусом генерал-майора И.П. Ермакова штаба группы армий «Центр», что крайне затруднило ее командующему генерал-фельдмаршалу Ф. Шёрнеру управление подчиненными объединениями.