16 октября 1944 года противник частью сил нанес удар по боевым порядкам 14-й гвардейской механизированной бригады Красной армии в районе Велики-Мокри-Луг, чтобы оказать помощь главным силам, которые вели наступление в целях захвата Смедеревского шоссе и продвинулись в восточное предместье Белграда. Однако прорвавшемуся в восточный пригород Белграда противнику не удалось пробиться в центр города и соединиться со своими войсками. Утром 16 октября батальон 2-й Пролетарской бригады 21-й ударной дивизии югославской армии атаковал немецкие части, подходившие к улице Короля Александра, и отбросил их в район школы имени Воислава Илича, где во взаимодействии с 36-й гвардейской танковой бригадой Красной армии они были окружены и уничтожены.
В течение первой половины дня была разбита и большей частью уничтожена и вторая группа противника, пробившаяся к Конярнику. Наиболее сильное сопротивление оказала третья группа, прорвавшаяся в районе Велики-Врачара. Одновременным ударом 14-й гвардейской механизированной бригады Красной армии и 5-й ударной дивизии НОАЮ по сходящимся направлениям эта группа противника была расчленена и также уничтожена. В бою принимала участие и 12-я Воеводинская бригада, переброшенная на кораблях Дунайской военной флотилии из Баната. Таким образом, 16 октября была сорвана вторая попытка германского командования обеспечить прорыв своих главных сил в Белград со стороны Смедерево. Значительную роль в ликвидации попыток германских войск прорваться в Белград сыграли боевые действия 21-й ударной дивизии югославской армии, преградившей на рубеже реки Болечица путь немецким частям, спешившим на помощь прорвавшейся в город группе своих войск, а также упорные оборонительные бои, которые вели с той же целью 15-я гвардейская механизированная и 5-я отдельная гвардейская мотострелковая бригады Красной армии на рубеже Мали-Мокри-Луг, Велики-Мокри-Луг.
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.