La formation fut ensuite employée dans l'opération visant à libérer Vilnius. Le , l'armée est engagée au sud de Vilnius, mais dès le 8, elle doit encaisser des contre-attaques allemandes. Le 10, la percée est acquise, l’armée fonce sur Alytus sur le Niémen et établit une tête de pont. Le 15, l'armée est retirée du front : elle est trop diminuée, tandis que la logistique est déficiente. Le 19, l'armée est engagée une nouvelle fois près de Kaunas, avec peu d'efficacité. La lenteur et les lourdes pertes subies amènent à relever Rotmistrov de ses fonctions le , remplacé par le lieutenant-général (Михаил Дмитриевич Соломатин), puis dès le par le lieutenant-général (Василий Тимофеевич Вольский).