З 21 квітня по 16 жовтня 1944 року — командувач 3-м Прибалтійським фронтом. Війська фронту під командуванням Масленникова успішно брали участь в Псковсько-Островській, Тартуській та Ризькій операціях, звільняючи Прибалтику від німецьких загарбників.