На рубеж реки Теленяж, еще в 10 километрах западнее реки Криковул-Серет, 12–13 сентября командование группы армий «Юг» спешно выдвигало немецкую и две румынские пехотные дивизии, румынскую кавдивизию и три пехотных бригады, несколько дивизионов зенитной артиллерии. Десантная бригада, захватившая мосты через Теленяж, была выбита 13-го сентября из предмостных укреплений и отступила на север в лесные массивы на отрогах Карпат.
13 сентября румынские позиции на Криковул-Серет были подвергнуты массированному воздействию фронтовой бомбардировочной и штурмовой авиации. Авиаторам пришлось преодолевать резко возросшее сопротивление немецкой авиации. На стороне противника действовали отборные истребительные части, прикрывавшие нефтепромыслы, общим числом около 200 истребителей. Начали действовать и авиационные части, срочно переброшенные противником из Прибалтики. За 13–15 сентября было переброшено 140 истребителей и 180 бомбардировщиков. Наша авиация, наоборот, вынужденно ослабила воздействие на противника, в связи с удалением района боевых действий и необходимостью подготовки новых аэродромов. Прорвать оборону по Криковул-Серет 13-го сентября не удалось. К концу дня подтянулись артиллерийские части 18-го мотострелкового корпуса и саперные батальоны, срочно двинутые вперед командованием 1-ой ударной армии. В этот же день мотострелки очистили от противника город Мизил.
14-го сентября, сковав противостоящие силы противника двумя танковыми дивизиями, Рябышев перебросил 13-ю и 16-ю тд на 20 км южнее и форсировал реку у местечка Чорани-де-Сус. Танковые дивизии обошли с тыла румынские силы, обороняющиеся за рекой Криковул-Серет, и разгромили их. Лишь небольшой части обороняющихся удалось отступить за реку Теленяж. Пропустив отступающих, противник взорвал все мосты и броды через реку. Попытка танкистов Рябышева форсировать Теленяж на плечах отступающих не удалась. Танковые части понесли потери от огня выдвинутых на прямую наводку зенитных орудий. Противник продолжал спешно подтягивать резервы на рубеж этой реки.
104-й и 106-й стрелковые корпуса развернули свои дивизии по южному берегу реки Бузэу от реки Прут до местечка Метэшти на фронте длиной 90 км, обеспечивая правый фланг наступающей группировки. Левый фланг группировки по рекам Дунай и Кэлмэцуй обеспечили 101-й и 107-й стрелковые корпуса 2-ой ударной армии. На участке от Прута до Серета фланги клина прорыва прикрыли 78-й и 82-й стрелковые корпуса. Нашим стрелковым корпусам на этих рубежах противостояли снятые с линии фронта по Пруту румынские соединения и вычищенные «под метелку» тыловые части. Однако, численность этих соединений и частей существенно уступала численности наших стрелковых корпусов. Командование группы армий «Юг» испытывало острую нехватку резервов.
Длина клина прорыва достигла 150 км при ширине от 40 км в основании до 10 километров в самом узком месте у города Бузэу. Однако, поскольку оба фланга клина проходили по удобным для обороны естественным рубежам, и уже были плотно прикрыты нашими стрелковыми соединениями, командование Южного фронта не опасалось фланговых контрударов противника. Тем более, что по данным авиаразведки, противник все резервы направлял к Плоешти.
15-го сентября командование 1-ой ударной армии подтягивало к реке Теленяж армейскую артиллерию и сосредотачивало силы для последнего рывка к Плоешти, до которого оставалось менее 8 километров. Командование группы армий «Юг» к этому времени уже развернуло на западном берегу Теленяжа 6 дивизий, усиленных 280 зенитными орудиями. Из района Ботошани командующий немецкой 11-ой армией фон Шоберт снял с фронта 11-й армейский корпус в составе 76-й и 239-й пехотных дивизий и спешно перебрасывал их по железной дороге через Клуж к Плоешти, растянув оставшиеся соединения по фронту. Румынское командование перебрасывало к Плоешти еще одну кавдивизию и одну пехотную бригаду с побережья Черного моря из района Тулчи. В этот же день 2-я ударная армия генерала Р. Я. Малиновского закончила сосредоточение своих подвижных соединений в районе Брэила — Мизил.
С утра 16 сентября после мощной артподготовки корпус генерала Рябышева атаковал позиции немецкой 22-й пехотной дивизии, занявшей оборону за Теленяжем, опираясь левым флангом на южные склоны Карпат. В воздухе разгорелись ожесточенные бои между немецкими истребителями и штурмовыми авиадивизиями Южного фронта. Накануне ночью авиация дальнего действия и легкие ночные бомбардировщики нанесли массированный удар по нефтепромыслам и нефтеперерабатывающим заводам. Дым от горящей нефти ограничил видимость в воздухе до одного километра. Немецкие и румынские бомбардировщики наносили удары по дивизиям корпуса Рябышева. В воздухе одновременно находились сотни самолетов.
Воздушное сражение по накалу сравнялось с июльскими и августовскими битвами в небе Латвии. Хотя авиация Южного фронта сохраняла двухкратное количественное превосходство, в результате меньшего подлетного времени немецких и румынских авиационных частей, к тому же действовавших с оборудованных стационарных аэродромов, в воздухе установилось примерное численное равенство. Оба захваченных нашими войсками стационарных аэродрома у городов Мизил и Бузэу, имевших бетонированные полосы, были полностью заняты самолетами транспортной авиации, доставлявшими в зону боевых действий горючее и боеприпасы, а на обратном пути эвакуировавшими раненых. Истребители, штурмовики и бомбардировщики базировались на полевых необорудованных аэродромах.
Генерал Шоберт, взявший на себя командование обороной Плоешти, поставил единственную на тот момент в его распоряжении немецкую 22-ю пехотную дивизию на самое опасное направление, блокировав железную и автомобильную дороги Мизил — Плоешти. Находившаяся с начала войны в резерве и сохранившая полный штат, прошедшая польскую и французскую компании, пехотная дивизия, усиленная полутора сотнями зенитных орудий калибра 88 мм, смогла отбить атаку трех дивизий корпуса Рябышева, к этому времени имевших 360 танков Т-34. Упорно атаковавший весь день корпус потерял 92 танка, но форсировать Теленяж не смог.
Генерал Курочкин приказал перенести направление главного удара на 15 км южнее к селению Заноага, где оборонялась за Теленяжем 19-я румынская пехотная дивизия. Однако, румынская дивизия, также усиленная большим количеством зенитных орудий, сумела удержать удобный оборонительный рубеж. Одновременно 44-я танковая дивизия, имевшая к тому моменту 120 танков Т-50, получила приказ прорваться к Плоешти через Карпаты по горным дорогам по ущелью Криковул-Серет от местечка Урлаци, чтобы обойти немецкую дивизию с северного фланга. Румынская пехотная бригада, заняв господствующие позиции на горных склонах в устье ущелья Криковул-Серет отбила атаки 44-ой танковой дивизии.
В последующие пять дней 29-й танковый корпус при поддержке 18-го мотострелкового расширил фронт наступления еще дальше к югу, а также пытался прорваться через другие перевалы Карпат. Фон Шоберт и румынское командование уже развернули за Теленяжем три немецких и четыре румынских дивизии. Три румынские пехотные бригады перекрыли ущелья Карпат, одна бригада оставалась в резерве. Все зенитные орудия калибра 76 и 88 мм были сняты с зенитных позиций вокруг Плоешти и переброшены к Теленяжу. Корпус Рябышева потерял в этих боях более двух третей танков и до трети личного состава боевых подразделений. В результате, 1-я ударная армия утратила превосходство в силах над противником. Прорвать оборонительный рубеж по реке Теленяж войскам Курочкина не удалось.
24-го сентября 1-я ударная армия получила приказ перейти к обороне на занимаемых позициях. Взять Плоешти и захватить нефтеносный район не удалось. Однако, поскольку всю зенитную артиллерию крупного калибра противник вывел на передовую линию, фронтовая бомбардировочная авиация днем и авиация дальнего действия ночью получили свободу действия над нефтепромыслами. Скованная боевыми действиями на фронте в дневное время, истребительная авиация ПВО района Плоешти также не могла противодействовать нашим бомбардировкам нефтепромыслов и заводов. Мало того, нефтепромыслы находились теперь в радиусе действия легких ночных бомбардировщиков и штурмовиков. Некоторые промыслы и заводы оказались, даже, в зоне действия дивизионной и корпусной артиллерии. В результате массированных бомбардировок и артобстрелов за 15–22 сентября нефтепромыслы и заводы были полностью разрушены. По немецким данным, полученным после войны, вывоз нефтепродуктов и сырой нефти из района Плоешти сократился в 10 раз.
