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直到12月26日红军对日托米尔的进攻全面开始，德军的重点却仍然保持在聂伯河下游。
曼施坦因这个人对克里木半岛的感情很深，他的元帅之路便是在克里木半岛开始，他的成名之战也在克里木半岛结束。也因此，曼施坦因不愿意让德军第6集团军就这样撤到赫尔森去，就这样放弃克里木半岛的控制权。
德军第6集团军面对的是红军乌库兰第三方面军和乌库兰第四方面军，一共70余万人的部队。德军第6集团军是无论如何都守不住的，于是曼施坦因便将后方增援来的大部队送到了南边。
这是曼施坦因的私心所致，他这样做虽然让德军成功保住了克里木半岛的控制权。但在华铺州和日托米尔州一带，却遭遇了惨痛的失败。
卡图科夫的部队仅仅用了3天时间，便成功配合近卫第1集团军将战线推进到了日托米尔仅仅7.8公里的城郊。雷巴尔科的近卫第3坦克集团军，也在第38集团军的帮助之下，成功前出到了距离日托米尔东南郊区10公里的地方。
看样子重新解放日托米尔已经是指日可待了。
但卡图科夫的心情却不是像其他人那么好。
原因也无他，只是卡图科夫的近卫第1坦克集团军自从移动到华铺州之后，便一直在最困难的战线上作战。随着时间的推移，卡图科夫手中坦克的数量也在急剧的下降。
12月5日时，卡图科夫手中有17辆突击炮（isu-122，su-76等等），141辆t-34，89辆t-70和t-60，还有55辆is-2等重型坦克，共计超过300辆坦克。
而到了12月27日，卡图科夫手中可动的坦克数量已经少于150，主力的t-34坦克甚至只剩下27辆。
在接下来攻城战的关键时刻，卡图科夫总不能把t-70这种轻型坦克送上去协助步兵吧，这跟送死几乎没什么两样。
可惜，上级的瓦图京可不管卡图科夫手中的坦克是轻型坦克还是重型坦克，也不管卡图科夫的部队是不是已经连续作战许久而没有得到休息。他需要卡图科夫继续将部队投入第一线作战，继续拿出和前段时间一样的战绩。
只看纸面数字而不看现实，瓦图京的老毛病还是一点都没改。
卡图科夫作为一个前线指挥官，他能够比任何大司令部的将军元帅更加深刻体会到疲劳作战所带来的坏处。于是卡图科夫向瓦图京建议，建议部队休息一天等补给和援助到位之后再进行最后的攻城战斗。但瓦图京显得非常的着急，他不愿意放弃任何哪怕一秒钟的时间。
于是12月27日，攻城战斗正式开始。红军先后在这天动用七个步兵师，三个装甲旅，一个重型坦克团外加18辆轻型坦克分别从正东方和东南方两个方向进攻。
然而激战一直持续到下午两点，卡图科夫手下的装甲旅首先因为燃油不足而退出了战场，雷巴尔科手下的两个装甲旅也因为弹药和燃油不足不得不退出进攻序列。
进攻部队只剩下寥寥无几的轻型坦克和手持步枪的步兵，其战斗结果可想而知。
顺带一提，日托米尔城下的战斗在当天晚上便被斯大林同志知道了。
第二天，朱可夫亲自赶来前线，督导各个部队的进攻战斗。他点名批评卡图科夫和雷巴尔科昨天出工不出力的行为，并且指责卡图科夫，说他手上有五个装甲旅却只拿出一个加入进攻队伍是非常自私且可耻的行为。
卡图科夫也没有争辩，这个时候的卡图科夫已经知道朱可夫的脾气是十头牛都拉不回来的。
雷巴尔科就不同，他比较认理，当即就指出乌库兰第一方面军整体的后勤问题严重影响了部队的进攻节奏。
强如朱可夫，此时也不得不正视运输问题。28日这天，红军在日托米尔城外的四个集团军全部都转入了防御状态。在给莫斯科总参谋部的回复中朱可夫是这样说的：
如果坦克部队不能得到足够的燃料和弹药，那步兵也无法快速攻城。
莫斯科总参谋部对后勤问题也非常重视，当即就开始安排运输机对交战区域的部队进行空投支援。
但只是简单的补充物资是不够的，各个部队必须重新协调进攻路线，合理分配有限的物资，这样才能够更有效率的加入接下来的战斗。
基于基本条件，卡图科夫再次提出29日重新计划进攻。瓦图京这次同意了，29日早上，进攻方向被增加到了3个，卡图科夫要在保证支援近卫第1集团军的同时，确保第60集团军拥有足够的突破力。
看样子卡图科夫又又又被穿小鞋了。
12月30日凌晨，红军的总攻还是从全面炮击开始。持续一小时四十分钟的炮击和空军火力援助之后，步兵开始在坦克的火力掩护下杀入城中。
42年不擅长和红军打巷战的德国人，到43年还是不擅长和红军打巷战。
而在卡图科夫的建议下充分准备过的红军部队，发挥出了超乎寻常的战斗力。城外战斗只用不到四个小时就结束之后，红军又用了一个下午的时间就占领了三分之一的城区，并夺下了火车站。
31日，日托米尔市中心最高的公寓之上升起联盟的红旗。卡图科夫突发奇想想要把自己的军旗也挂上去，好在被叶卡捷琳娜和参谋沙林及时阻止。
1944年的新年，卡图科夫还是在战场上度过。他的部队在成为帮助友军解放日托米尔之后，现在要南下，去为别尔基切夫被围歼的友军报仇。
统计了攻城战斗中的伤亡情况后，卡图科夫再次在司令部里抱怨起了上级对士兵的过度驱使。