Бедность дорожной сети в Белоруссии и болотисто-лесистая местность привели к тому, что многокилометровые колонны немецких войск сгрудились всего на двух крупных шоссе – Жлобинском и Рогачевском, где подверглись массированным ударам советской 16-й воздушной армии. Некоторые немецкие части были практически уничтожены на Жлобинском шоссе.
На втором этап операции немцы пытались стабилизировать положение. Начальник генштаба сухопутных войск Курт Цейтцлер предложил перебросить группу армий «Север» на юг, чтобы с помощью ее войск построить новый фронт. Но этот план был отвергнут Гитлером по политическим соображениям (отношения с финнами). Кроме того, выступило против флотское командование – уход из Прибалтики ухудшал сообщения с той же Финляндией и Швецией, приводил к потере ряда военно-морских баз и опорных пунктов на Балтике. В результате Цейтцлер подал в отставку и был сменен Хайнцем Гудерианом.
Модель пытался воздвигнуть новую оборонительную линию, которая шла от Вильнюса через Лиду и Барановичи, чтобы закрыть дыру во фронте шириной примерно в 400 км. Но для этого у него была всего одна боеспособная армия – 2-я и остатки от других армий. Поэтому немецкому командованию пришлось перебросить в Белоруссию значительные силы с других участков советско-германского фронта и с Запада. До 16 июля в Белоруссию было направлено 46 дивизий, но эти войска вводились в бой не сразу, частями, часто «с колес», и поэтому они не могли быстро переломить ситуацию.
С 5 по 20 июля 1944 года силами 3-го Белорусского фронта под командованием И.Д. Черняховского была проведена Вильнюсская операция. Сплошного фронта обороны немцы на Вильнюсском направлении не имели. 7 июля части 5-й гвардейской танковой армии Ротмистрова и 3-го гвардейского механизированного корпуса Обухова вышли к городу и начали его охват. Попытка с ходу взять город провалилась. В ночь на 8 июля к Вильнюсу были подтянуты новые немецкие части. 8–9 июля город был полностью окружен, и был начат его штурм. Попытки немцев деблокировать город с западного направления были отбиты. Последние очаги сопротивления были подавлены в Вильнюсе 13 июля. Было уничтожено до 8 тыс. немцев, взято в плен 5 тыс. человек. 15 июля части фронта заняли несколько плацдармов на западном берегу Немана. До 20-го числа шли бои за плацдармы.