Odessa a été occupée par les troupes roumaines le 16 octobre 1941. Pendant l'occupation, une partie de la communauté juive de la ville (environ 40.000 personnes) a été massacrée et une autre (environ 35.000) déportée.
Des détachements de partisans étaient actifs à Odessa et dans ses environs. Les catacombes leur servaient d'abris.
Avant le début de l'offensive, les troupes soviétiques comptaient environ 470.000 hommes, plus de 12.500 canons et mortiers, 435 chars et canons automoteurs. Face à elles, la 6e armée comptait 350.000 hommes, environ 3.200 mortiers, 160 chars et canons d'assaut.
Même si l'Armée rouge avait une certaine supériorité en effectifs et matériel, l'ennemi occupait des positions plus avantageuses. De plus, les conditions météo difficiles gênaient la manœuvre des troupes et leur approvisionnement.
L'offensive a démarré le 26 mars et deux jours plus tard, à l'issue de violents combats, les troupes soviétiques ont libéré Nikolaïev, obligeant l'adversaire à entamer un retrait de l'autre côté du Dniestr.
Le 30 mars, les troupes soviétiques libéraient la ville d'Otchakov, progressant vers Odessa.
La ville portuaire a été définitivement libérée par l’Armée rouge le 10 avril 1944.
Au cours de l'opération, l'ennemi a perdu plus de 27.000 hommes en sus de 11.000 autres faits prisonniers, 952 canons, 443 chars et canons d'assaut, 95 dépôts de munitions et de nourriture.
À Moscou, 24 salves d'artillerie ont été tirées au moyen de 324 canons pour commémorer cette victoire.