In der Zeit bis zum 10. Juni 1944 befand sich das 3. Garde-Mechanisierte Korps in der Reserve, bevor es der 5. Garde-Panzerarmee zugeteilt wurde. Nach dem Beginn der sowjetischen Sommeroffensive in Weißrussland (→Operation Bagration), überquerte das unter dem Kommando von Obuchow stehende Korps am 28. Juni 1944 gegen den Widerstand der 5. deutschen Panzer-Division die Beresina bei Borissow und hatte großen Anteil an der Rückeroberung von Molodetschno, Vilnius, Schaulen, Mitau und Riga. Bei Schagarren wehrte das Korps einen deutschen Gegenangriff ab (→Unternehmen Doppelkopf). Für die Überquerung der Beresina erhielt Obuchow am 4. Juli 1944 den Orden Held der Sowjetunion. Bis zum Ende des Deutsch-Sowjetischen Krieges gehörte das 3. Garde-Mechanisierte Korps zu den sowjetischen Einheiten die den deutschen Kurland-Kessel belagerten. Danach wurde die Einheit in den Fernen Osten verlegt, wo sie an der Operation Auguststurm teilnahm.