En talsmann for den USA-støttede kurdisk-arabiske militsen SDF opplyser til Reuters at slaget om Raqqa nå er innledet.
Eksilgruppen Syrian Observatory for Human Rights opplyser også at offensiven har startet.
– I dag erklærer vi starten på slaget om å frigjøre Raqqa, den såkalte hovedstaden for terrorisme og terrorister, sier talsmann for opprørsalliansen SDF Talal Sello til AFP.
Tirsdag morgen angrep den arabisk-kurdiske alliansen fra nord, vest og sør, sa Sello.
– Med støtte fra den internasjonale koalisjonens krigsfly og våpen vil vi gjenvinne Raqqa fra IS, lover han.
Flere sivile drept
Over 200.000 sivile har de siste dagene rømt fra byen for å unnslippe krigen.
Mandag kveld ble 21 sivile drept i et luftangrep utført av den USA-ledede koalisjonen, ifølge SOHR. Tirsdag formiddag meldte det statlige syriske nyhetsbyrået SANA at tolv personer ble drept i luftangrepet.
Ofrene skal ha vært sivile som var i ferd med å forlate Raqqa i båter på elva Eufrat før SDF-styrkene innledet angrepet.
Mer enn 320.000 mennesker har blitt drept, og millioner har rømt fra hjembyen sin siden krigen i Syria brøt ut i 2011.
Trusler fra Tyrkia
Raqqa har lenge fungert som en slags hovedstad for IS, som fortsatt kontrollerer store områder i Syria og Irak – selv om ekstremistgruppa har gått på en rekke nederlag det siste halvåret.
Den syriske kurdermilitsen tok for kort tid siden kontrollen over Syrias største demning og den IS-styrte byen Tabqa.
USAs støtte til de syriske opprørsstyrkene gjør at Tyrkias president Recep Tayyip Erdogan ser rødt. Nylig til å gjenta sitt krav om at USA stanser all støtte til kurderne i Syria.
Tirsdag sier statsminister Binali Yildrim at Tyrkia vil slå tilbake om de anser operasjonen i Raqqa som en trussel.
Tyrkia er svært kritisk til at kurdiske grupper får delta i offensiven mot Raqqa. Tyrkia mener YPG-militsen, en viktig styrke hos opprørene, er en terrorgruppe og peker på militsens nære bånd til PKK-geriljaen.