6 октября 1943 года 60-я армия была передана Воронежскому фронту (с 20 октября 1943 года — 1-й Украинский фронт). Гвардии капитан Н. Г. Посохин, командуя 3-м дивизионом 201-го гвардейского пушечного артиллерийского полка 1-й гвардейской пушечной артиллерийской бригады 1-й гвардейской пушечной артиллерийской дивизии прорыва, участвовал в освобождении Правобережной Украины (Киевская наступательная, Киевская оборонительная, Житомирско-Бердичевска, Ровно-Луцкая и Проскуровско-Черновицкая операции). В ходе боёв расчёты дивизиона Посохина постоянно находились в боевых порядках пехоты, оказывая огневую поддержку стрелковым подразделениям 60-й армии. 14 апреля 1944 года при освобождении города Тарнополя они сыграли главную роль в ликвидации крупных очагов сопротивления противника в районе элеватора и железнодорожного депо. После взятия города артиллеристы выдвинулись в район села Великий Ходачков, где были контратакованы крупными силами вражеской мотопехоты и танков. В течение 5 дней они сдерживали натиск противника, отразив 4 танковые атаки. Самое тяжёлое положение сложилось 16 апреля 1944 года. Немцы бросили в бой до 16 танков, под давлением которых стрелковые подразделения отступили, оставив артиллерийский дивизион без прикрытия. Но бойцы Посохина не дрогнули: умело маневрируя на поле боя, они смогли удержать позиции до темноты. Всего в боях у Великого Ходачкова 3-й дивизион уничтожил и подбил 7 танков Т-6 «Тигр» и 10 бронетранспортёров. Потери противника в живой силе составили до 300 человек убитыми. Летом 1944 года 1-я гвардейская артиллерийская дивизия прорыва участвовала в Львовско-Сандомирской операции, в ходе которой её дивизионы поддерживали действия 106-го стрелкового корпуса. К концу августа дивизия вышла к реке Вислока южнее города Дембица, где перешла к обороне.