Vid midnatt på söndagen genomfördes flyganfall, och marktrupper inledde en stormning i gryningen. Rökplymer kunde då ses stiga från centrum, rapporterade nyhetsbyrån AFP. Under eftermiddagen uppgavs styrkorna vara inne i den tätbebyggda stadskärnan, enligt uppgifter från den amerikanska militären.
Irakiska statsmedier har uppgett att flygblad delats ut till civila i och omkring den belägrade stadsdelen, som uppmanar dem till att ta sig ut från området genom fem ”säkra korridorer”, skriver Al Jazeera.
LÄS MER: Mosul har äntligen fått berätta en historia med ett lyckligt slut
Civila hålls som mänskliga sköldar
Gamla stan uppges vara en trång och tätbebodd stadsdel, med smala gator och gränder. Enligt FN:s beräkningar befinner sig uppemot 150 000 civila i stadsdelen.
Uppgifter tyder på att dessa hålls som terrorsektens mänskliga sköldar.
– Vi vet att IS har flyttat på de civila, till de områden där striderna utkämpas, sa Bruno Geddo, representant för FN:s flyktingorgan UNHCR i Irak.
Stadsdelens invånare omringas av strider från alla håll, och hotas av mat-, och vattenbrist, tillade han.
– De befinner sig i en allt värre situation av nöd och panik.
LÄS MER: Se SVT-fotografen Niclas Berglunds bilder från Irak
Området IS sista bastion i Irak
Armén, antiterrorstyrkor och federal polis deltar i offensiven, enligt en kommuniké från militären.
Under de senaste månaderna har den irakiska regeringsarmén med stöd av amerikanska flyganfall pressat sig allt närmare stadskärnan, och målet är att helt kasta ut IS ur staden. Området i västra Mosul utgör terrorsektens sista, urbana bastion i Irak.