К выполнению первой такой операции привлекли 167 бригад и отдельных отрядов. В них входили белорусские, ленинградские, калининские, смоленские, орловские и часть украинских партизан. Отряды обеспечили взрывчаткой и минно-подрывной техникой. Партизаны проводили разведку вражеских железнодорожных коммуникаций.

За первую ночь партизаны подорвали 42 тысячи рельсов. Отряды выводили из строя вражескую технику на протяжении полутора месяцев. За период «Рельсовой войны» они взорвали порядка 215 тысяч рельсов, пустили под откос множество эшелонов с техникой и личным составом врага, подрывали железнодорожные мосты и станции.

На некоторых участках железной дороги движение останавливалось на месяц. В результате успешной операции, перевозка немецких грузов и армии по территории Белоруссии сократилось на 40 %.

«Рельсовая война» велась до 15 сентября 1943 года на линии фронта протяженностью более тысячи километров, на территории дислокации двух групп немецких армий — «Север» и «Центр».

Все итоги отдельных рейдов тщательно подсчитывались и донесения отправлялись в штаб. Так, герой Советского Союза командир партизанского соединения полковник Роман Мачульский писал: «Бригады «Штурмовая», «Народные мстители», «Железняк», отряды Бегомльско-Борисовской зоны и бригады им. Фрунзе Вилейской области за период с 15 августа по 1 ноября 1943 г. перебили на участке Молодечно- Минск – свыше 2,5 тысяч рельсов. За это время бригады «Смерть фашизму», «Дяди Коли», «За Советскую Белоруссию», им. Щорса, им. газеты «Правда», действовавшие на участке Минск-Борисов-Орша, перебили свыше 8 тысяч рельсов. Партизаны бригады им. Чкалова Барановичской области за 15 дней пустили под откос 21 вражеский эшелон, уничтожили более 1300 гитлеровцев, перебили 272 рельса, взорвали и сожгли 8 автомашин и 10 мостов».

Всего в операции «Рельсовая война» участвовали 167 партизанских соединений и отдельных отрядов – в общей сложности около 100 тысяч партизан. Историки сходятся во мнении, что «Рельсовая война» сорвала планы фашистов и имела огромное значение для успеха сразу трех стратегических операций, проведенных Красной армией летом 1943 года – Орловской, Белгородско-Харьковской и Курской.