Весной 1944 года Каменец-Подольский оказался в полосе наступления 4-й танковой армии 1-го Украинского фронта, проводившего в этих краях Хмельницко-Черновицкую наступательную операцию. Эта операция началась 4 марта. Перешедшие в наступление две общевойсковые армии (60-я и 1-я гвардейская), в этот же день прорвали оборону противника и продвинулись на 12 км. Сразу же в прорыв были введены две танковые армии – 3-я гвардейская генерала Рыбалко, в направлении на Хмельницкий и 4-я генерала Баданова – в направлении на Каменец-Подольский.

К 7 марта передовые подразделения 4-й танковой армии перерезали железную дорогу Львов – Одесса в районе города Волочиск. Немецкое командование, стремясь удержать эту главную коммуникацию, подтянуло сюда крупные силы, и советские танкисты втянулись в тяжёлые встречные сражения, с 12 марта вынужденно перейдя к обороне. Исполняющий обязанности командующего 1-м Украинским фронтом маршал Жуков так потом вспоминал эти дни в своих мемуарах: «…7 марта здесь завязалась жесточайшая битва, какой мы не видывали со времён Курской Дуги…».
В ходе этих боёв 17 марта советскими танкистами был взят штурмом Волочиск и соседний Подволочиск.

В штабе 1-го УФ. Представитель Ставки Г. К. Жуков, начальник штаба фронта А. Н. Боголюбов
и командующий фронтом Н. Ф. Ватутин работают над планом новой операции

В эти же дни выбыл из строя командующий 4-й танковой армией генерал Баданов: его танк был подбит, а сам Баданов контужен, и более уже не возвращался в строй. Вместо него, командующим 4-й танковой армией был назначен генерал Лелюшенко, до этого командовавший 3-й гвардейской общевойсковой армией.
9 марта генерал Лелюшенко прибыл в штаб 1-го Украинского фронта, расположенный в городе Славута, и маршал Жуков кратко ознакомил его с обстановкой, общими задачами фронта, и ролью 4-й танковой армии. Он обратил внимание на сложность действий танков в условиях весенней распутицы и на возросшее сопротивление противника. Указав, какие немецкие части действуют против 4-й танковой армии на участке Подволочиск – Войтовцы, маршал Жуков потребовал во что бы то ни стало удержать занимаемые позиции.

Командующий 4-й танковой армией Д. Д. Лелюшенко. 1945 г.

Утром 10 марта генерал Лелюшенко на самолете По-2 («кукурузник») добрался до штаба 10-го Уральского гвардейского добровольческого танкового корпуса – известного как «корпус чёрных ножей». Командир корпуса генерал Белов доложил ему, что принял решение прочно удерживать рубеж железной дороги на участке Подволочиск – Войтовцы. Он также посетовал, что из-за противоречивых распоряжений Жукова, его корпус находится в двойном подчинении – и у командующего 4-й танковой армией, и у командующего 60-й общевойсковой армией генерала Черняховского, а 62-я танковая бригада вообще «временно передана в пользование» командующему соседней 3-й гвардейской танковой армией генералу Рыбалко.

В полосе действий армии была только одна сносная дорога с булыжным покрытием,
но, отходя, немцы разрушили и заминировали ее

Лелюшенко одобрил решение командира корпуса, затем созвонился с маршалом Жуковым и попросил его вернуть все войска 4-й танковой армии в подчинение командующего этой армией, то есть себя. На следующий день директива Жукова на этот счет была получена. Однако 62-я танковая бригада вернулась из соседней армии генерала Рыбалко, не имея ни одного танка.
11 марта из штаба фронта пришёл приказ войскам 4-й танковой армии надежно закрепиться на достигнутом рубеже, пополнить запасы горючего и боеприпасов, восстановить материальную часть и начать подготовку к наступлению.

Бои в ходе Проскуровско-Черновицкой операции. СССР, 1944 г.

Пока в районе Волочиск – Чёрный Остров танкисты отражали немецкие контрудары, на вспомогательном, винницком, направлении, общевойсковые 18-я и 38-я армии к 21 марта продвинулись далеко на запад, с ходу форсировали Южный Буг, взяли города Хмельник, Винницу, Жмеринку и оттеснили противостоящего им противника к Каменец-Подольскому. Тем самым, контратакующая под Волочиском немецкая группировка оказалась глубоко охвачена с юго-востока и были созданы условия для её окружения.
Отразив все немецкие контрудары, с 21 марта войска Первого Украинского фронта возобновили своё тотальное наступление. В полосе 4-й танковой армии, прорвав оборону противника и отбив три контратаки, 10-й гвардейский Уральский танковый корпус к 16 часам 22 марта овладел населенным пунктом Гримайлов, а 6-й гвардейский механизированный корпус – населенным пунктом Окно. Свердловская танковая бригада 21 марта ворвалась в село Почепинцы и разгромила штаб немецкой 7-й танковой дивизии.

Распутица замедляла темп наступления и затрудняла снабжение

Первые три дня танковая армия Лелюшенко действовала слабо. Сказались упущения подготовительного периода: то не хватало горючего, то прерывалось «питание» боеприпасами. Противник оказывал упорное сопротивление, применяя в большом количестве противотанковые мины, инженерные заграждения и фаустпатроны. Распутица замедляла темп наступления и затрудняла снабжение. В полосе действий армии была только одна сносная дорога с булыжным покрытием, идущая на юг в направлении Черткова, но, отходя, немцы местами разрушили и минировали ее, особенно близ переправ через речки и ручьи.
В половине четвертого дня 24 марта 17-я и 63-я бригады овладели местечком Скалат на реке Збруч, лежавшем в глубоком оперативном тылу противника. Передовой отряд 6-го гвардейского механизированного корпуса, 49-я механизированная бригада – занял местечко Оринин, недалеко от Каменец-Подольского. 61-я и 62-я гвардейские танковые бригады взяли Гусятин.

В тот же день, совершив обходный маневр, 63-яЧелябинская танковая бригада совместно с 17-й гвардейской механизированной бригадой 6-го гвардейского корпуса овладела городом Скала-Подольская, успешно форсировала реку Збруч, и вечером ворвалась в село Должок на западной окраине Каменец-Подольского, перерезав шоссейную дорогу на Жванец – пути отхода немецких войск на юго-запад. Утром 25 марта к северо-западной окраине Каменец-Подольского вышли Унечская мотострелковая бригада и 299-й миномётный полк. С севера и юга к городу подошли 16-я и 49-я бригады 6-го гвардейского механизированного корпуса.
Город представлял собой важный опорный пункт немецкой обороны, при этом действия наступающих советских войск серьезно затрудняла река Смотрич с сильно обрывистыми берегами. Единственной переправой через водную преграду являлся Турецкий мост, но он был заминирован немцами.
В течение ночи 25 марта войска 4-й танковой армии, заняв пригороды Каменец-Подольского, готовились к штурму города. В это время с востока, со стороны Винницы, подходила отступавшая на запад немецкая танковая армия. Гарнизон Каменец-Подольского получил приказ любой ценой удержать город до ее подхода.

Немецкая 150-миллиметровая самоходная гаубица Hummel
в районе Подзамче в Каменце-Подольском

25 марта в 17 часов 00 минут залпом «катюш» начался одновременный штурм города с севера, юга и запада. Атака была настолько стремительной, что немцы не успели взорвать заминированный Турецкий мост, который при поддержке артиллеристов захватила рота из 29-й гвардейской мотострелковой бригады, а также электростанцию и ряд предприятий.
Автоматчики батальона Челябинской танковой бригады по узкому ущелью обошли крепость и переправились в район Русские фольварки. По мосту и обнаруженному броду в город ворвались танки Свердловской и Челябинской бригад и остальные части корпуса.
К утру 26 марта части 4-й танковой армии полностью очистили Каменец-Подольский от противника.

Брошенная немецкая техника в предместье Карвасары. Март 1944 г.

Разбитая немецкая техника на улицах освобожденного Каменец-Подольского

Но с 26 марта в течение шести дней войска 4-й танковой армии, заняв круговую оборону в Каменец-Подольском, в бывших немецких окопах и огневых точках отбивали атаки противника, пытавшегося здесь прорваться на запад.
27 марта в 21 час 00 минут в Москве в честь взятия Каменец-Подольского, был произведён салют второй категории – двадцать залпов из 224-х орудий – какой обычно давался при овладении областными центрами. Дело в том, что в 1937–1941 годах Каменец-Подольский и был областным центром Каменец-Подольской области, а в марте 1941 года административный центр области был перенесён в Хмельницкий, хотя область до 1954 года по-прежнему называлась Каменец-Подольская.
Ряд воинских частей, отличившихся при взятии города приказом Сталина получили почётное наименование Каменец-Подольских.
В 1974 году на могиле Неизвестного солдата в Парке танкистов был зажжен Вечный огонь.

Вечный огонь в сквере Танкистов в Каменце-Подольском