Корпус принимал активное участие в Житомирско-Бердичевской, Ровно-Луцкой, Проскуровско-Черновицкой, Львовско-Сандомирской наступательных операциях. 17 января 1944 года Н. И. Кирюхину было присвоено звание «генерал-лейтенант». С 15 августа 1944 года — заместитель командующего 38-й армией 1-го, затем 4-го Украинских фронтов. В этой должности участвовал в Карпатско-Дуклинской, Западно-Карпатской, Моравско-Остравской, Пражской наступательных операциях. В ходе Западно-Карпатской операции Н. И. Кирюхин возглавлял подвижную группу армии, участвовавшую в освобождении города Новы-Сонч.