Ставка ВГК внимательно следила за ходом операции войск 1-го Украинского фронта. 3 ноября на имя Н. Ф. Ватутина поступила телеграмма, подписанная И. В. Сталиным и А. И. Антоновым. Отмечая, что лютежский плацдарм является «важнейшим и наивыгоднейшим плацдармом на правом берегу р. Днепр, имеющим исторически важное значение для изгнания немцев из Правобережной Украины», Ставка указывала: «Операцию, начатую на правом крыле фронта, не затягивать, т. к. каждый лишний день дает только преимущество противнику, позволяя ему сосредоточить сюда свои силы, пользуясь хорошими дорогами, тогда как у нас разрушенные противником дороги затрудняют и ограничивают маневр».
В заключение Ставка потребовала не позднее 5 ноября перерезать железную дорогу Киев — Коростень и не позднее 5—6 ноября освободить столицу Советской Украины.
В течение последующих двух дней Ватутин ввел в сражение 3-ю гвардейскую танковую армию генерала Рыбалко, 1-й гвардейский кавалерийский корпус генерала Баранова, вторые эшелоны и резервы 60-й и 38-й армий, в том числе 1-ю чехословацкую отдельную бригаду под командованием полковника Л. Свободы. Командирам танковых корпусов Николай Федорович приказал стремительно продвигаться к Киеву, не боясь отрыва от пехоты.
Ввод в сражение новых сил позволил уже 4 ноября прорвать тактическую зону обороны противника. Стремительное наступление продолжалось и ночью. Танкисты выполняли приказ командующего фронтом: «Больше шума, сеять, сеять среди врага панику». Танки шли с зажженными фарами, включенными сиренами, ведя по гитлеровцам огонь из пушек и пулеметов.
К утру 5 ноября передовые отряды танковых корпусов оседлали шоссе Киев — Житомир, перерезав тем самым главную коммуникацию, питающую с запада киевскую группировку войск противника.
В районе Святошино проходил последний оборонительный рубеж врага. Здесь, несколько оправившись от натиска советских войск, гитлеровцы попытались было организовать сопротивление. Но гвардейцы-танкисты во взаимодействии с частями 50-го стрелкового корпуса генерала С. С. Мартиросяна сломили сопротивление противника.
Первой на западную окраину Киева в районе кинофабрики вышла 167-я стрелковая дивизия генерала
И. И. Мельникова. А во второй половине дня 5 ноября северо-западной окраины столицы Украины достигли части 5-го гвардейского танкового корпуса под командованием генерала А. Г. Кравченко. 38-я же армия (ею, как уже говорилось, с конца октября стал командовать генерал К. С. Москаленко, передав 40-ю армию генералу Ф. Ф. Жмаченко) ворвалась в город с севера и северо-запада.
