斯大林格勒战役后，苏军开始一步步夺回战略上的主动权。此时，苏军急需要一场“关键性的、振奋人心的”胜利来巩固战果。1944年初，德军已经不得不进入全线收缩阶段，此时，苏军高层瞄准了一个非常特殊的据点——切尔卡瑟。
切尔卡瑟是一个突出部，这种地形的优势和劣势都非常明显：德军控制着切尔卡瑟地区，可以清楚地了解到苏军的战略部署和动向，但同时也极容易陷入苏军的三面包围。重要的是，此时的德军高层还丧心病狂地试图保留这个突出部，以便对苏联形成威慑，甚至是伺机反攻。因此，切尔卡瑟让苏联方面非常难受，在领袖斯大林的示意下，苏军开始策划对该地区的德军展开围歼。
1944年，乌克兰第一、二方面军开始向切尔卡瑟地区集结，逐步压缩德军的战略空间。斯大林对这场战役非常重视，作出指示要求务必取得胜利。1月底，苏军约15万人的部队和370辆坦克完成集结，但实际上，苏军并没有完全做好进攻准备。有趣的是，苏联人判断德军同样也没想到苏军会在这个时候发动攻击，因此，高层决定提前进攻，打德军一个措手不及。
这样出奇制胜的安排无疑是相当成功的，战役开始最初的一段时间内，苏军几乎没有遭遇像样的抵抗。当德军缓过神的时候，苏军已经在防线上打开了一个大缺口，近卫第5坦克集团军坚决突入，直扑兹维尼哥德卡。德军匆忙之中立刻发动反击，精锐的“维京师”和第3、第11、第14装甲师分别从东、西两个方向对苏军展开夹击，一方面试图击溃对方，更重要的是填补防线上的漏洞。
德军在坦克和火炮的的数量上占优，在“豹式”坦克和大量88毫米炮的重击下，近卫第5坦克集团军损失惨重，不得不由攻转守。1月25日21时，德军成功地重新封闭防线，将苏军第20、25装甲师包围在防线内。然而，德国人低估了苏军的战斗力，这两个装甲师是苏军的精锐，得知被包围后非但没有陷入慌乱，反而及时调整了目标，对着前方的德军一路猛攻。德军始料未及，沿途被打得丢盔弃甲，非常狼狈。
与此同时，乌克兰第2方面军再次对防线上的德军展开猛攻，苏军不但很快就又一次攻破防线，还同之前的部队对德军形成了反包围。德军有2个军部、10个师总共约7万人被包围在卡列涅夫突出部一带。1944年2月10日，德军派出了豪华的增援部队试图打破苏军的包围圈。这支部队包括德军著名的SS第1装甲师、“贝克尔”重装甲团等，装备坦克超过500辆，对苏军形成数量碾压。
2月11日，德军装甲部队在一轮猛烈的空袭后对苏军展开进攻，并很快在苏军包围圈上撕开了一个突破口。然而，苏军反应迅速，立刻又投入了一个集团军，及时填补了漏洞。接下来的一段时间内，德军隔三差五就发动一次进攻。不过，此时的苏军士兵英勇顽强，战意旺盛，抵抗坚决，德军的进攻均无功而返，还付出了惨重的伤亡。
眼看救援无望，曼施坦因不得不在1944年2月15日给包围圈内的部队发电报，让他们自己伺机突围。这封电报可谓是一个分水岭，被包围的德军一下子陷入慌乱中。苏联方面曾试图减少伤亡，主动提出让德军官兵投降的要求，却遭德军果断拒绝。因此，苏军指挥官决定执行最高统帅部的命令：对包围圈中的德军给予坚决歼灭。
2月16日夜，德军策划了一次突围行动：他们丢掉所有重武器和辎重，打算发动奇袭，尽可能地突围。不过，苏联人可没这么好骗，苏军发射大量照明弹，把整个地区照得亮如白昼。随后，苏军骑兵向德军发动冲锋，此时不少德军士兵后悔了，赶紧高举双手请求投降，却被直接砍断。包围圈内的德国人根本无法反抗，由此陷入了一场非常惨烈的大屠杀。绝望之中的德军不得不拼死一搏，曾短暂地占领239.0高地，并与源源不断赶来的苏联援军展开了激烈的肉搏战。战斗一直持续到次日傍晚，苏军彻底封锁包围圈，双方均损失惨重，尤其是德国方面，“维京师”减员超过60%。
值得一提的是，苏军在清理战场时发现了包围圈内德军最高指挥官威廉·施特莫尔曼中将的尸体，他在临死前居然像一名普通的士兵一样，紧握步枪战斗。他的行为赢得了苏联人的尊重，科涅夫亲自下令将其厚葬，这也成为苏德战场上为数不多的被敌军厚葬的将军之一。
这场被称为“钢铁合围战”的胜利显然让斯大林欣喜不已，他在莫斯科得知消息后，立刻搞掉地宣称苏军全歼了地区内的德军，还专门鸣放礼炮，以向赢得这场战役的将军和战士们表达尊敬。斯大林新晋爱将科涅夫在场战役中可谓是大放异彩，不过，切尔卡瑟地区仍有超过3万名德军得意逃脱。即便如此，几乎没有人会怀疑切尔卡瑟钢铁合围战在反法西斯战争中的地位，其影响无疑是相当深远的。
