Перед 5-й воздушной армией была поставлена задача: нанося бомбовые и штурмовые удары по войскам и оборонительным объектам противника, поддержать наступление 52-й армии на Черкассы и вести разведку за подходом резервов противника. Основными объектами для действий бомбардировочной авиации являлись живая сила и огневые средства противника в опорных пунктах, артиллерия на огневых позициях, а также важнейшие цели в городах Черкассы, Смела и железнодорожная станция Бобринская.

Командующий фронтом в целом одобрил принятое командующим 52-й армией решение. При этом он в своей директиве от 7 декабря 1943 года обратил внимание командующего армией на необходимость создания более мощной группировки артиллерии на направлении главного удара.

На основании приказа командующего армией командир 73-го стрелкового корпуса решил одновременной атакой с трех сторон – с запада, северо-запада и с востока – разгромить оборонявшие войска противника в Черкассах и овладеть городом.

7-й гвардейской воздушно-десантной дивизии с приданной ей 173-й отдельной танковой бригадой было приказано нанести удар из района высоты 117,9 в направлении юго-восточной окраины Черкасс, овладеть районом бойни и железнодорожной станции, в последующем, прикрывшись с юга одним полком на рубеже (иск.) бойня, сарай в 1,5 км юго-западнее железнодорожной станции, остальными силами наступать в направлении квартала 243 на юго-восточной окраине города. Кроме того, командиру 173-й отдельной танковой бригады приказывалось быть в готовности к преследованию противника в направлениях Смела и Змогайловка. 254-я стрелковая дивизия должна была, нанося главный удар правым флангом в направлении водокачки, во взаимодействии с 7-й гвардейской воздушно-десантной дивизией овладеть районом развилки железных дорог у станции Черкассы, а в последующем развивать наступление в направлении квартала 136. 294-й стрелковой дивизии была поставлена задача, нанося главный удар левым флангом в направлении суконной фабрики, во взаимодействии с частями 373-й дивизии овладеть районом фабрики, после чего развивать наступление в направлении кварталов 214, 216 (схема 22).

В соответствии с планом артиллерийского наступления на артиллерийскую подготовку атаки отводилось 30 минут, из которых в течение первых пяти минут орудия и минометы всех калибров должны были участвовать в огневом налете по переднему краю обороны противника. В последующие пятнадцать минут артиллерия и минометы привлекались для ведения прицельного огня по заранее намеченным и вновь выявленным огневым точкам и живой силе противника. Атаке должен был предшествовать десятиминутный огневой налет по переднему краю и обратным скатам высот в расположении опорных пунктов противника. Артиллерийская поддержка атаки должна была проводиться методом последовательного сосредоточения огня. Значительная часть артиллерии выделялась в качестве орудий сопровождения в боевые порядки пехоты и танков.

В течение 6–8 декабря войска частью сил вели бой в городе и главными силами готовились к решающему штурму. Наша авиация продолжала наносить удары по войскам противника в районе железнодорожной станции, в юго-восточной части Черкасс, в районах хуторов Кирилловка и Даниловка.

К утру 9 декабря войска армии заняли исходное положение для наступления. В 8:30 после 30-минутной артиллерийской подготовки начался штурм города.

С первых минут боя противник оказал упорное сопротивление на всех участках наступления наших войск. Наиболее ожесточенный характер носили бои в районе железнодорожной станции. Отражая яростные контратаки пехоты и танков врага и медленно продвигаясь, очищая от противника кварталы города, части 7-й гвардейской воздушно-десантной дивизии к исходу дня овладели железнодорожной станцией, очистили от вражеских солдат квартал 137 и завязали бои за 138-й квартал. Один полк этой дивизии, тесня противника в южном направлении, вышел на линию сарай в 1,5 км юго-западнее станции, выемка с отметкой -1,5, обеспечив тем самым наступавшие на город главные силы армии от возможных ударов противника с юга.

Части 254-й стрелковой дивизии вели наступление непосредственно в городе. Очистив от противника ряд кварталов, дивизия отразила во второй половине дня две сильные неприятельские контратаки с направления квартала 182 и к исходу дня вышла в район кварталов 171 и 168.

Одновременно с частями 254-й стрелковой дивизии в городе вели бои 294-я и 373-я стрелковые дивизии. Два полка 294-й стрелковой дивизии, наступая вдоль улиц в юго-восточном направлении, очистили от вражеских солдат кварталы 143, 144, 145 и 146 и завязали бои в кварталах 163, 165 и 166.

1239-й полк 373-й стрелковой дивизии наступал в направлении станции на берегу Днепра. В течение дня подразделения полка отразили несколько контратак врага с направления станции, очистили от противника свыше десяти кварталов и вышли на проспект Кагановича. 1235-й полк 373-й стрелковой дивизии с подразделениями 1237-го стрелкового полка весь день 9 ноября вели бои в районе сахарных заводов на восточной окраине города, отбросив противника за линию железной дороги.

Части 62-й гвардейской стрелковой дивизии, обеспечивая с юга главную группировку армии, наступавшую в городе, отбили в течение дня две атаки противника от озера Ракита и хутора Кирилловка и к исходу дня удерживали занимаемые позиции.

Весьма напряженные бои развернулись 10 декабря в районе железнодорожной станции. Противник, сосредоточив против 29-го гвардейского воздушно-десантного полка до двух батальонов пехоты с 13 танками, контратаковал утром 10 декабря подразделения полка, оборонявшиеся на флангах. Вследствие неожиданности удара врагу удалось смять подразделения полка на левом фланге и расстроить его боевые порядки.

В самом начале боя несколько офицеров вышли из строя, и управление подразделениями со стороны командира полка и его штаба было потеряно. В тяжелых условиях обстановки подразделения полка под давлением превосходившего их противника отошли в район железнодорожной станции. Для восстановления положения в полк была срочно направлена группа офицеров во главе с заместителем командира дивизии по политчасти. К 18 часам 29-й полк вновь овладел ранее оставленным им участком.

10 декабря части, ведущие бои в городе, овладели тринадцатью кварталами. 11 декабря нашими войсками было занято еще двенадцать кварталов. К исходу этого дня в руках противника находилось не более полусотни кварталов в юго-восточной части города.

В ходе уличных боев в боевых порядках наступавших войск действовали штурмовые группы. В состав каждой штурмовой группы, как правило, выделялось два 45-мм орудия, по одной 76-мм пушке полковой и дивизионной артиллерии и одна 122-мм гаубица. Распределение огневых задач между выделенной артиллерией производилось в соответствии с их боевыми возможностями. 45-мм орудия подавляли пулеметы противника на флангах опорного пункта, 76-мм полковая пушка держала под обстрелом второй этаж, 76-мм дивизионная пушка вела огонь на разрушение здания, 122-мм гаубица использовалась для стрельбы по верхнему этажу с задачей разрушить его и завалить кирпичом подвальные помещения, в которых были расположены станковые пулеметы и противотанковые ружья противника. Слаженная работа артиллеристов обеспечивала быстрый захват опорных пунктов и продвижение наших подразделений.