Với việc Hồng quân tiến đến vùng Baltic và Ukraina, phần lớn Cụm quân Trung tâm của Đức đã bị cô lập và Tổng hành dinh của Liên Xô bắt đầu chuẩn bị tiêu diệt một "cái túi" mới bao gồm các Tập đoàn quân 2, 4, 9 và Sư đoàn thiết giáp số 3 của người Đức. Chiến dịch này mang mật danh "Chiến dịch Bagration". Tham gia chiến dịch là các Phương diện quân Belorussia 1, 2, 3 và Phương diện quân Baltic 1. Nhiệm vụ của phương diện quân do Bagramian chỉ huy là tấn công lực lượng Đức trong cái túi, vượt Sông Daugava và cùng với Phương diện quân Belorussia 3 quyét sạch quân Đức khỏi Vitebsk và vùng lân cận. Tuy cảm thấy kế hoạch chiến dịch là rất hợp lý, Bagramian cũng đề nghị cấp trên là hai nguyên soái Georgy Zhukov, Aleksandr Vasilevsky, cho phép Phương diện quân Baltic 1 tiến về phía Tây và tiêu diệt Sư đoàn thiết giáp số 3, tức là cắt đôi Cụm tập đoàn quân Bắc của Đức. Kế hoạch được chấp nhận, để giảm thiểu thương vong cho binh sĩ, Bagramian quyết định tận dụng yếu tố bất ngờ khi ra lệnh cho Tập đoàn quân số 43 vượt qua vùng đầm lầy tấn công vào cánh phải của Cụm tập đoàn quân Bắc vốn tập trung sự phòng thủ vào các cuộc tấn công của Hồng quân từ vùng có địa hình thích hợp hơn. Đúng như Bagramian đã dự đoán, Tập đoàn quân 43 đã thành công, chỉ huy lực lượng này, tướng Beloborodov đã viết lại rằng trong cuộc tấn công, lính của ông đã bắt được một tướng Đức, vị tướng này thừa nhận quân Đức đã hoàn toàn bất ngờ vì sự tấn công của người Liên Xô.