Ширина полосы ввода армии в прорыв была около 10 км. Рубеж обгона пехоты отстоял от переднего края обороны противника на удалении около 11 км. Глубина задачи армии составляла около 100 км, что требовало развития наступления со среднесуточным темпом более 30 км.
Ввод армии в прорыв предусматривалось осуществить в двухэшелонном построении по четырём маршрутам. В первом эшелоне на правом фланге армии должен был следовать 6-й гвардейский танковый корпус, на левом фланге — 7-й гвардейский танковый корпус, во втором эшелоне, за 6-м гвардейским танковым корпусом, 1-й гвардейский кавкорпус, а за 7-м гвардейским танковым корпусом — 9-й мехкорпус. Резерв командующего армией, состоявший из 91-й отдельной бригады и 50-го отдельного мотоциклетного полка, должен был следовать в прорыв за 9-м мехкорпусом.
Каждый танковый корпус первого эшелона армии вводился в прорыв в 5-километровой полосе, по двум маршрутам, в двухэшелонном построении. Так, например, 6-й гвардейский танковый корпус имел в первом эшелоне 52-ю и 53-ю гвардейскую танковые бригады и во втором эшелоне 51-ю гвардейскую танковую бригаду и 22-ю гвардейскую мотострелковую бригаду. От бригад первого эшелона корпуса выделялись в качестве передовых отрядов усиленные мотострелковые батальоны. На них возлагалась задача обеспечить развёртывание главных сил корпуса при вступлении его в бой. Построение армии и корпусов в два эшелона при наличии в первом эшелоне танковых частей и соединений обусловливалось стремлением, в случае необходимости, быстро завершить ими во взаимодействии с 38-й армией прорыв тактической зоны обороны противника, а соединениями второго эшелона стремительно развить успех в направлении на Белую Церковь и выполнить в установленный срок поставленную задачу.
После перегруппировки с букринского плацдарма на подготовку операции 3-я гвардейская танковая армия имела около трёх суток, в течение которых были проведены все необходимые мероприятия по обеспечению ввода армии в прорыв и действий её в оперативной глубине.
В подготовительный период большое внимание уделялось организации взаимодействия танковых и механизированных соединений и частей с другими родами войск. При организации взаимодействия с артиллерией предусматривалось, что к артиллерийской подготовке прорыва привлекается также артиллерия 3-й гвардейской танковой армии. При вводе танковой армии в прорыв артиллерийское обеспечение осуществлялось силами 7-го артполка методом последовательного сосредоточения огня на важнейших направлениях. На период действий танковой армии в оперативной глубине артиллерийское обеспечение осуществлялось силами своей артиллерии. С этой целью истребительно-противотанковые артиллерийские полки и миномётные полки придавались мотострелковым и механизированным бригадам для сопровождения и поддержки пехоты на все периоды боя. Для обеспечения атаки танковых бригад предназначались самоходно-артиллерийские полки.
При вводе в прорыв и действиях в оперативной глубине противника 3-я гвардейская танковая армия поддерживалась двумя штурмовыми авиационными дивизиями, выделенными из состава 2-й воздушной армии. При организации взаимодействия были установлены сигналы взаимного целеуказания, а также порядок вызова авиации и направления её на цель. Вызов авиации производился офицерами авиационных штабов, находившимися со своими радиостанциями на командных пунктах командиров корпусов и командующего танковой армией.
Инженерное обеспечение 3-й гвардейской танковой армии осуществлялось силами 15-й инженерной сапёрной бригады и 188-го армейского инженерного батальона, на которые была возложена задача — подготовить для каждого корпуса маршруты до переднего края обороны, а при действиях армии в оперативной глубине — обеспечивать преодоление войсками искусственных и естественных препятствий.
В период подготовки операции были созданы запасы: до трёх боекомплектов боеприпасов, до трёх заправок горюче-смазочных материалов и до десяти суточных дач продовольствия.
Техническое обеспечение армии в подготовительный период выразилось в тщательном просмотре материальной части танков и вооружения, устранении всех выявленных неисправностей и переводе танкового парка на условия зимней эксплуатации.
Вся подготовка была полностью закончена к исходу 2 ноября, а с утра 3 ноября войска приступили к выполнению поставленных задач.
В соответствии с общим планом проведения операции наступление войск 40-й и 27-й армий с 8-м гвардейским и 10-м танковыми корпусами с букринского плацдарма началось 1 ноября, а 60-й и 38-й армий из района северо-западнее Киева — двумя днями позже, 3 ноября.
На букринском плацдарме после 40-минутной артиллерийской подготовки и мощного удара авиации 2-й воздушной армии по боевым порядкам оборонявшихся частей противника войска 40-й и 27-й армий с 8-м гвардейским и 10-м танковыми корпусами перешли в наступление и в течение первого дня операции вклинились в оборону противника на глубину от 0,5 до 1,5 км. Однако вследствие сильного сопротивления противника продвинуться дальше войска не смогли. Попытки возобновить наступление в последующие два дня (2 и 3 ноября) также успеха не имели. Несмотря на незначительное продвижение, наши войска своими действиями приковали к букринскому плацдарму значительные силы врага и тем самым способствовали войскам 60-й и 38-й армий в осуществлении прорыва обороны противника из района северо-западнее Киева.
Наступление с лютежского плацдарма началось утром 3 ноября после мощной артиллерийской подготовки, которая проводилась в такой последовательности: огневой налёт на передний край обороны противника в течение трёх минут; подавление и уничтожение артиллерии, штабов и узлов связи — 37 минут; вторичный огневой налёт на передний край.
Вслед за последним огневым налётом общевойсковые соединения, поддержанные танками, приступили к прорыву обороны противника, а артиллерия перенесла огонь в глубину и на фланги участка прорыва, обеспечивая наступление пехоты и танков. К исходу дня войска 60-й и 38-й армий вклинились в оборону противника на глубину до 4 км и передовыми частями вышли на рубеж Сычевка, Каменка, Вышгород. Дальнейшее продвижение общевойсковых соединений задерживалось упорным сопротивлением противника. К этому же времени авиаразведкой был установлен подход резервов противника с других участков фронта и в том числе 20-й моторизованной дивизии, ранее находившейся против букринского плацдарма. Это свидетельствовало о том, что немецкое командование стремилось не допустить продвижения войск 1-го Украинского фронта западнее Киева.
В создавшейся обстановке командующий фронтом приказал командующему 38-й армией с утра 4 ноября ввести в бой дивизии второго эшелона, а командующему 3-й гвардейской танковой армией придать 50-му стрелковому корпусу две танковые бригады (52-ю и 53-ю гвардейские) из 6-го гвардейского танкового корпуса. Этим бригадам была поставлена задача: совместно с пехотой завершить прорыв тактической зоны обороны противника. Главным силам 3-й гвардейской танковой армии было приказано к утру 4 ноября выйти в район севернее дачи Пуща Водица, в готовности по завершению прорыва тактической зоны обороны противника обогнать боевые порядки пехоты и приступить к выполнению ранее поставленной задачи.
