Не менее напряженные бои 16 октября развернулись и на участке 36-й гвардейской танковой бригады. Взаимодействуя с частями 236-й стрелковой дивизии, бригада после упорного боя вышла на северо-восточную окраину города. Вместе с советскими войсками в этом районе наступали и части 1-й Пролетарской дивизии Народно-освободительной армии Югославии. 13-я гвардейская механизированная бригада во взаимодействии с частями 6-й Пролетарской дивизии 16 октября вела бои с засевшим в каменных зданиях, железобетонных колпаках противником в районе Главного вокзала. Понеся в этих боях значительные потери, бригада почти не продвинулась вперед. Наступавшая левее 73-я гвардейская стрелковая дивизия, сломив сопротивление противника, овладела в этот день пунктами в районе пивоваренного завода и вышла к взорванному железнодорожному мосту через реку Сава.
Значительную помощь в уничтожении немецких частей на северо-восточных и юго-восточных подступах к Белграду оказывала войскам 4-го гвардейского механизированного корпуса и частям Народно-освободительной армии Югославии 109-я гвардейская стрелковая дивизия 46-й армии 2-го Украинского фронта. Она не только уничтожала отдельные прорвавшиеся из окружения группы противника, но и создавала постоянную угрозу белградскому гарнизону с севера и востока.
В результате напряженных боев штурмующие войска к исходу 16 октября полностью овладели восточной и северо-восточной частями Белграда и продолжали драться в северо-западном и юго-западном районах города.
Освобождение Белграда проходило в чрезвычайно сложной обстановке. Бои в городе происходили одновременно с боевыми действиями по ликвидации группировки противника, окруженной юго-восточнее и южнее Белграда. Эти войска упорно стремились прорваться в город. В связи с этим из города выводились отдельные части для усиления обороны на юго-восточных подступах к нему. 17 октября на участок 21-й ударной дивизии, на левый берег реки Болечица, были выведены 2-я Ликская и 2-я Пролетарская бригады. На своем левом фланге 21-я дивизия Народно-освободительной армии Югославии установила связь с частями 109-й гвардейской стрелковой дивизии 46-й армии 2-го Украинского фронта, переправившимися совместно с 12-й Воеводинской бригадой НОАЮ через Дунай и занявшими село Винча.
С целью предотвратить возможную попытку немцев прорваться со Смедеревского шоссе на запад, к Саве, в район горы Авала, из Белграда была направлена 11-я ударная дивизия югославской армии. На восточной окраине Белграда, за фронтом 21-й дивизии, сосредоточились также силы 5-й ударной дивизии, 15-й гвардейской механизированной и 5-й отдельной гвардейской моторизованной бригад. Предпринятые меры были своевременными. Атакуя из района Болеча, а также на участке Кусак, Забран оборонительные позиции советских и югославских частей, противник потеснил части 21-й дивизии с левого берега реки Болечица и подошел на рассвете 17 октября к рубежу Эрино-Брдо, Голо-Брдо, находившемуся в 4–5 км от города. Части 21-й ударной дивизии отошли на последний оборонительный рубеж — гора Стопчино, Кумодраж. Кроме того, утром 17 октября противник атаковал позиции 15-й гвардейской мехбригады, потеснил ее и занял Велики и Мали-Мокри-Луг. Наращивая усилия, германские войска продолжали пробиваться к Белграду. Однако отошедшие на новый оборонительный рубеж части бригады закрепились и остановили наступление противника. Уже в течение первой половины 17 октября в результате объединенных усилий 21-й ударной дивизии и 15-й гвардейской мехбригады, поддержанных дивизионом реактивных минометов и авиацией 3-го Украинского фронта, положение на восточных подступах к Белграду стабилизировалось.
Вечером этого же дня пополненная прибывшими подкреплениями 21-я ударная дивизия НОАЮ совместно с частями 15-й гвардейской механизированной бригады Красной армии контратаковала противника в направлении Мали-Мокри-Луг, Болеч. Понеся большие потери, немцы вынуждены были снова отойти к реке Болечица. Таким образом, после неудачных попыток пробиться по Смедеревскому шоссе в Белград группировка немецких войск, окруженная юго-восточнее города, оказалась в критическом положении. Зажатая на узком участке между Дунаем и шоссе Гроцка — Болеч, она почти не имела шансов на выход из окружения. Для усиления войск, окруживших вражескую группировку, 17 октября в район горы Авала была переброшена 6-я Воеводинская бригада 36-й ударной дивизии, а в район Велика Моштаница, на запад от горы Авала, направлялась выведенная из боя в Белграде 16-я ударная дивизия НОАЮ. Уже во второй половине дня командование 1-й армейской группы Народно-освободительной армии Югославии получило приказ на наступление против окруженного на Смедеревском шоссе противника. Основной удар должна была нанести 21-я ударная дивизия, усиленная 2-й бригадой 6-й Пролетарской и 1-й бригадой 5-й ударной дивизий. Ей должны были содействовать 5-я и 12-я Краинские бригады 11-й ударной дивизии из района горы Авала и 23-я ударная дивизия 14-го корпуса с юга в направлении Врчина.
В Белграде, на его восточной окраине, действовали основные силы 5-й ударной дивизии, а внутри города продолжали действовать 1-я и 6-я Пролетарские, 28-я ударная дивизии и советские соединения и части. Таким образом, центр тяжести боевых действий войск 1-й армейской группы югославской армии теперь переместился из города в район юго-восточнее Белграда — здесь было сосредоточено пять ее дивизий.
С советской стороны для уничтожения окруженной группировки противника были выделены: 75-й стрелковый корпус, 5-я отдельная гвардейская мотострелковая бригада, усиленная минометным полком и отдельным батальоном боевых плавающих машин, 15-я гвардейская механизированная бригада 4-го гвардейского механизированного корпуса, по одному стрелковому полку от 236-й и 73-й гвардейской стрелковых дивизий, гвардейский минометный, самоходно-артиллерийский и истребительно-противотанковый артиллерийские полки. Для руководства советскими войсками в районе боевых действий была создана оперативная группа штаба 57-й армии во главе с начальником штаба генерал-майором П. М. Верхоловичем. В ночь на 18 октября была произведена частичная перегруппировка соединений 4-го гвардейского механизированного корпуса в целях усиления танками советских стрелковых частей и частей Народно-освободительной армии Югославии.
Командующий окруженными немецкими войскам генерал-лейтенант Вальтер фон Штетнер, убедившись в том, что пробиться в Белград с востока не представляется возможным, 17 октября принял решение выходить из окружения через гору Авала на запад. Об этом решении советскому и югославскому командованию стало известно на рассвете 18 октября из показаний пленного. Он заявил, что несколько часов назад по приказанию командующего группой окруженных войск была выведена из строя вся техника, в том числе около 1500 автомобилей, в частях оставлены лишь винтовки, автоматы и пулеметы. Группа получила задачу — на заре 18 октября прорвать оборону югославских и советских войск и, обойдя Белград с юга, выйти к понтонным переправам на реке Сава в районе населенного пункта Чукарицы. Группа «Витман» в составе 98-го и 99-го горных полков предназначалась для осуществления прорыва; группа «Гиллебрандт» в составе 92-й моторизованной бригады и 2-го полка дивизии «Бранденбург» имела задачу обеспечить правый фланг всей прорывавшейся группировки с направления Белграда; группа «Лангрок» состояла из 54-го егерского горного батальона, охранных и тыловых частей и 116-го разведывательного батальона.
Вечером 17 октября перешла в наступление немецкая группа войск «Витман» на двух направлениях: одной колонной — в направлении Врчина, а другой — на село Зуце. Группа имела задачу занять район горы Авала и обеспечить прорыв всех остальных сил на запад. Ночью севернее Врчина произошел встречный бой между левой колонной группы «Витман» и 1-й бригадой 5-й ударной дивизии, совершавшей марш в целях выхода на исходное положение для наступления на Болеч. Бой длился всю ночь и доходил до рукопашных схваток, поскольку произошло перемешивание отдельных подразделений бригады с противником. Не считаясь с потерями, немцы упорно стремились отбросить югославские части и выйти на главное шоссе южнее горы Авала. Одновременно с этими событиями правая колонна группы «Витман» также была остановлена силами 12-й бригады 11-й ударной дивизии в районе Зуце. Возобновив атаки, противник утром 18 октября захватил Зуце и начал пробиваться к горе Авала. По наступавшим колоннам противника открыла губительный огонь советская артиллерия, находившаяся на огневых позициях в районе горы Авала. Стремясь любой ценой прорваться через район горы к южной окраине Белграда, германское командование бросило в бой все свои силы. Нужны были быстрые и решительные меры, чтобы не допустить выхода в тыл югославским и советским войскам, действовавшим в Белграде, почти 18-тысячной группировки Штетнера.
