不久死去，德国人认为死因神秘。8月2日，土耳其与德国断绝了外交关系，罗马尼亚有可能从后方遭到进攻。
弗里斯纳到罗马尼亚后，发觉他新近接手的部队正在被希特勒、戈林和古德里安用作预备部队，补充其他集团军群。德军的一个航空大队被调往拉脱维亚。舍尔纳原先拥有的九个装甲师中，有几个已经调到中央集团军群，另外还有三个装甲师、一个装甲护卫师、两个步兵师已接到命令即将开拔。只有一个装甲师、一个装甲护卫师和一个罗马尼亚装甲师留下。弗里斯纳的新部队由两个德军集团军和两个罗马尼亚集团军组成。这些部队分成两个集群。在东比萨拉比亚的杜米特雷斯库集群由罗马尼亚第3集团军司令杜米特雷斯库指挥，这一集群由罗马尼亚第3集团军和弗雷特尔·皮科的德军第6集团军组成，据守德涅斯特河下游一线，不过苏军已经夺得河上若干桥头堡。韦勒集群位于更西部的布科维纳和摩尔达维亚，它由韦勒的德军第8集团军和拉科维特扎的罗马尼亚第4集团军组成。弗里斯纳的总兵力相当于二十三个德国师和二十三个罗马尼亚师，人数超过八十万，其中三十六万是德国兵。
德军南乌克兰集团军群的战备状态远非令人满意。弗里斯纳7月25日接任司令时，发觉他的参谋长文克已被古德里安调去接替陆军总部的豪辛格，新的参谋长冯·格罗尔曼一直到7月31日才到任。弗雷特尔·皮科到7月末才接任德军第6集团军司令。该集团军的参谋长已阵亡，接任参谋长的格德克到8月17日才到任。所以，两名关键的司令和两名关键的参谋长，都是在苏军入侵罗马尼亚之前几个星期或几天才到达他们新岗位的。据统计，德军师一级的官兵人数似乎非常令人满意。尽管第79步兵师的勤务与运输大部分都由协助的志愿人员担任，但该师的官兵仍达到一万人，每个步兵连的作战人数为六十至八十人。第15步兵师拥有将近一万三千名官兵。另一方面，许多步兵团在7月份已拥有二千多名官兵（上一年的5月还不满三百名）。步兵师之所以会满员，只是因为大部分师在前两个月得到了大量补充，但是保存下来的老的、有战斗经验的步兵，不超过百分之十五，而补充的士兵的质量却丝毫不能令人满意。许多人已超过了在前线服役的年龄，还有许多人是从行政勤务部门和后方兵站罗致来的。尽管这批人到时候可以成为有用的步兵。可是在8月份，包括军官在内的许多人，都是新来乍到而又缺乏实战经验。步兵师仍拥有多达六千匹马，但是只有四百辆汽车。它们行军时的纵队，仍好象看不到尽头的、由俄式农用马车组成的车队。缺乏火炮、迫击炮和弹药的情况十分普遍，无论是过时的德制火炮和迫击炮，还是缴获来的苏军的火炮和迫击炮，全部都用上了。虽然这些苏制火炮性能极佳，但缺乏牵引车和弹药。
弗里斯纳最缺的是坦克和飞机。南乌克兰集团军群只有第10装甲护卫师和第13装甲师，后者的坦克已减到不足四十辆。8月19日可供作战用的总共一百二十辆坦克中，有一半以上属于罗马尼亚装甲师。可是，此外德军还有一支由二百八十门强击火炮组成的装甲部队。德斯洛赫的第4航空队负责南乌克兰集团军群的空中支援，它由两个高炮师和第1航空军组成。到8月19日，它可供作战的飞机不足三百架，其中约有五十架是第一流的昼间战斗机（梅109飞机）。两个高炮师中，有一个师毫无打坦克或打其他地面目标的经验，炮手一半是罗马尼亚人。
南乌克兰集团军群的战线宽约四百英里，其中百分之六十由德国师守备。杜米特雷斯库指挥的罗马尼亚第3集团军在所属集团军群的右翼侧，位于德涅斯特河下游黑海附近，位于该集团军左侧的是负责掩护比萨拉比亚首府基希涅夫地区的弗雷特尔·皮科指挥的德军第6集团军。从第6集团军再往西是雅西地区，由拉科维特扎指挥的罗马尼亚第4集团军防守。南乌克兰集团军群的左翼侧是韦勒指挥的德军第8集团军，负责扼守东喀尔巴阡山的低坡。罗马尼亚第3集团军拥有一个德国军和三个德国师。德军第6集团军的十四个师中有十三个是德国师。韦勒集群有六个德国师，其中包括位于翼侧并与北乌克兰集团军群相邻的第17军的两个师。罗马尼亚的地势趋向是沿着众多的河川沼泽自西北走向东南，而德军的补给线、交通线以及撤退路线几乎直指正西，与前线平行并横贯河川、沼泽以及森林覆盖的山岭。
安东奈斯库前些时候曾建议轴心国部队应放弃比萨拉比亚，往南撤入特兰西瓦尼亚，到喀尔巴阡山、塞勒特河下游、福克沙尼、加拉次和多瑙河河口一线。他认为，现存的战线之所以长而易受攻击是因为该国地形走向的缘故，特别是因为塞勒特河与普鲁特河的流域是自雅西以北的苏军阵地起经罗马尼亚第4集团军防地到东南地区。所以就给敌人提供了突入德涅斯特河下游德军第6集团军和罗马尼亚第3集团军的后方的通道。这一建议先后得到舍尔纳和弗里斯纳的支持，然而却遭到了希特勒的拒绝。没能照这一建议行事使德军遭受惨重的损失。弗里斯纳对罗尼马亚的政治和国内局势要比苏军对他的战线的直接威胁更为不安，他建议希特勒让他指挥所有的武装部队，以后不要再让他抽调部队去加强其他的集团军群。希特勒看来由于安东奈斯库于8月5日和6日对东普鲁士的访问以及德国驻布加勒斯特大使的报告的语气而完全放心了，他认为弗里斯纳过虑了，并要凯特尔告诉弗里斯纳的主要负责作战的军官冯·特罗塔，南乌克兰集团军群的任务将是守住前线，不必为后方操心。德军最高统帅部夏初曾认为，苏军将在巴尔干而不会在白俄罗斯实施大规模的进攻战役。但是，当事态证明这一估计错了，而且这场进攻已指向布施的中央集团军群并取得了胜利，这时他们又普遍认为苏军暂时筋疲力尽，很想获得喘息之机。苏军紧接着白俄罗斯的进攻战役又对巴尔干发动一场新的大规模进攻战役，当然完全没有被预料到。
至7月，罗马尼亚与苏联取得了密切联系。8月间，罗马尼亚军队中有些部队已通过夜间越过战线的那些人与德涅斯特河以北的苏军进行了接触。作为脱离德国的第一步，是把可能坚持效忠老盟友而不愿效忠新盟友的重要的罗马尼亚指挥官撤掉，并采取预备性措施将德国指挥官孤立起来，不让他们控制罗马尼亚部队。罗马尼亚第4集团军司令拉科维特扎似乎参预了阴谋。仅在苏军进攻前几天，他突然被阿弗拉麦斯库接替。拉科维特扎回到布加勒斯特改任参谋总部作战部部长。这一调动并没有通知弗里斯纳和韦勒。紧接着苏军进攻之后，8月22日，阿弗拉麦斯库又被罗马尼亚总参谋长斯蒂弗莱接替。从8月21日起，年青的国王米哈伊的心腹阿尔迪亚一直在与马利诺夫斯基的第2乌克兰方面军接触。
苏军进攻罗马尼亚的是苏军的左翼、紧靠黑海的托尔布欣的第3乌克兰方面军，沿黑海海岸进攻；其右翼是马利诺夫斯基的第3乌克兰方面军，在内地。它们在二百五十英里宽的正面上联合进攻。第3乌克兰方面军有一个机械化军和四个步兵集团军（什列明的第46集团军、沙罗欣的第37集团军、加根的第57集团军以及别尔扎林的第5突击集团军）。第2乌克兰方面军有克拉夫钦科的第6坦克集团军和六个步兵集团军（加拉宁的第4近卫集团军、科罗捷耶夫的第52集团军、特罗费缅科的第27集团军、舒米洛夫的第7近卫集团军、日马琴科的第40集团军以及三个独立的军）。苏方的总兵力是九十个步兵师、六个坦克和机械化军、一千四百辆（门）坦克和自行火炮以及一千七百架飞机。据说官兵总数达九十万，其中三分之一以上是那年6月份以前三个月内从城镇和乡间招募来的乌克兰新兵。铁木辛哥作为苏军最高统帅部代表被派去协调这两个方面军，这时他的声望已远不及朱可夫和华西列夫斯基那样高。
马利诺夫斯基的第2乌克兰方面军按计划突入雅西西北方向地区，然后沿普鲁特河西岸直捣伐斯卢伊…胡希地区以便与托尔布欣的第3乌克兰方面军会合。第3乌克兰方面军将从德涅斯特河下游宾杰里和提腊斯波耳以南的桥头堡向塞莱梅特和胡希实施进攻。这两翼包围将把德军第6集团军围困在基希涅夫地区。此后，第3乌克兰方面军将向南挺进，越过多瑙河进入多布罗加，其间，掩护其右翼的第2乌克兰方面军则向西南的普洛耶什蒂和布加勒斯特以及西部的喀尔巴阡山和特兰西瓦尼亚阿尔卑斯山的山垭口进军。
按照计划，苏军将按通常的样式实施进攻，即把最初的突破口选在罗马尼亚部队据守的地区，以便把夹在罗马尼亚第3集团军和第4集团军之间的德军第6集团军围困起来。这次作战计划，在某些方面同过去在斯大林格勒歼灭德军第6集团军的作战计划相似，不过这次不打算让罗马尼亚人参战。8月19日夜晚，据德军报告，苏军方面有火光信号和照明弹，并得到罗马尼亚人的答复，越过前线到苏军去的人数也有增加。
苏联在叙述这次战役的历史著作中，没有提及苏罗之间的密谋，然而却明显有意把这次战役描绘成经过精心策划和巧妙实施的一次战役，甚至是苏军战胜德罗联军的典范。此外，它还有一种倾向，即过分强调苏军欺骗和伪装措施的作用，为此还引用了架设的伪装网的平方码数。事实上，大部分集结在雅西和提腊斯波耳两个地区内的苏军都被德军从空中侦察到了，而且在战术地幅内，许多苏军指挥员几乎不屑掩饰他们的意图。8月18日至20日，每夜都有看不到尽头的、车灯开得雪亮的苏军卡车队越过第79步兵师的防线，驶向罗马尼亚第5骑兵师的防区。事后证明，这也不是什么疑兵之计。可是铁木辛哥在某种程度上的确获得了成功，因为他使弗里斯纳作了完全错误的判断，即相信马利诺夫斯基将在普鲁特河和塞勒特河之间实施主要突击，而托尔布欣仅仅将轴心国部队紧追过德涅斯特河下游。
8月19日，星期六，晴空无云，天气炎热，苏军沿整个战线以连和营为单位作了无数次试探性进攻。当天傍晚，第6集团军、第8集团军和第4航空队的参谋长们在斯拉尼克的弗里斯纳的司令部里开会，一致认为翌日苏军就会发动总攻。他们对一项代号为“熊”的有组织的撤退计划进行了审查，但是他们还不能把这个计划传达给部队，因为实施这一计划的决定权是留给元首的。其次，他们还感到，部队如果不知道有撤退的计划，那末作战时思想会比较稳定。
8月20日上午，经过一番短促猛烈的炮火准备，第3乌克兰方面军的别尔扎林的第5突击集团军企图将第6集团军布申哈根的第52军牵制在基希涅夫以南，左翼加根的第57集团军和沙罗欣的第37集团军则突入罗马尼亚第3集团军防线。该集团军的组成部分，即冯·贝希托尔德斯海姆的第29军的两个罗马尼亚师秘密撤走了，致使第6集团军右翼部队波斯特尔的第39军遭到猛烈的进攻。往西，在德军第6集团军的西北方向，马利诺夫斯基指挥的第2乌克兰方面军迅速突破了罗马尼亚第4集团军在雅西西北的防御体系。好几个罗马尼亚师退出了战场，留下德军单独作战。第一天的下午，特罗费缅科的第27集团军和科罗捷耶夫的第52集团军已向前推进了十二英里。克拉夫钦科的第6坦克集团军接着投入战斗，第二天就拿下了雅西并抵达开阔地。德国人这时还深信第3乌克兰方面军在东部的进攻是辅助性的，但是到8月21日傍晚，第3乌克兰方面军切断了德军第6集团军和罗马尼亚第3集团军的联系。第二天，第3乌克兰方面军的左翼部队什列明指挥的第46集团军就包围了杜米特雷斯库的罗马尼亚军队并把他们牵制在海边。苏联空军的空袭规模巨大，势不可挡。
至此，显而易见的是，大部分罗马尼亚军队正在不战而退。在苏军进攻的第二天，安东奈斯库会见弗里斯纳时也不得不承认这一情况。可是还有更糟糕的报告传来：德军的联络参谋和特遣队被罗军不是解除武装就是逮捕，德军的电话线被切断；罗军拒不服从任何命令，除非是来自布加勒斯特的命令，这意味着德国人的命令被罗军以各种不同的借口抵制掉了。德军一点都没有觉察到敌军已经深入他们后方许多英里。8月21日，据罗马尼亚第5骑兵师的士兵说，他们已经溃散，丢下武器离开了战场。在雅西附近的德军第79步兵师从枪炮声和苏军对它后方十二英里的空袭�