29 марта 1944 года назначен командиром 338-й стрелковой дивизии 5-й армии Западного фронта (с апреля 1944 года 3-й Белорусский фронт). Во главе дивизии отлично действовал в Белорусской стратегической операции, ведя наступательные бои в ходе Витебско-Оршанской, Вильнюсской и Каунасской наступательных операциях. Дивизия полковника Бабаяна в этом грандиозном сражении трижды форсировала с боями реку Вилия и дважды Неман, прорвала несколько рубежей немецкой обороны. За эту операцию дивизии было присвоено почётное наименование «Неманская», а её командиру 15 июля 1944 года присвоено звание генерал-майора. В октябре 1944 года дивизия вновь наступала в ходе Мемельской операции и вышла на границу с Восточной Пруссией. Однако 25 октября 1944 года генерал Бабаян был отстранён от командования дивизией и направлен в распоряжение Военного совета 3-го Белорусского фронта.