В июне 1944 года был назначен на должность командира 1-го стрелкового корпуса, который вскоре принимал участие в ходе Витебско-Оршанской, Полоцкой, Шяуляйской, Рижской и Мемельской наступательных операций, а также в освобождении Прибалтики и разгроме курляндской группы войск противника, за что генерал-лейтенант Николай Алексеевич Васильев был награждён орденами Кутузова 1 степени и Суворова 2 степени.