Com a part del Front Occidental, el V Exèrcit participà en l'Operació de Rjev-Viazma, incloent la Segona Ofensiva Rjev-Sichiovka, al novembre i desembre de 1942. Després, conjuntament amb el 10è Exèrcit de la Guàrdia i el 33è Exèrcit lluità a l'Segona Batalla de Smolensk, sent comandat pel Tinent General Vitali Sergeevitx Polenov, tot i que durant un breu període va ser comandat pel Tinent General Peter Xafranov. Durant l'Operació Bagration el 1944, forma part del 3r Front de Bielorússia. Ara, a les ordres del Coronel general Nikolai Ivànovitx Krílov, va ser situat al "Grup Septentrional" del front, al costat del 39è Exèrcit i d'un Grup mecanitzat de cavalleria, format pels cossos mecanitzats 3r i 3r de la Guàrdia. L'exèrcit avançà per Vilnius, que va ser netejat el 13 de juliol amb l'ajut dels grups clandestins polonesos i després d'una cruenta batalla al centre de la ciutat. Les darreres accions a Europa van ser l'Ofensiva de Prússia Oriental el 1945. Unitats de la 184a Divisió de Fusellers, llavors assignada al V Exèrcit, van ser les primeres a arriba a la frontera de preguerra el 17 d'agost de 1944. Amb els altres exèrcits del 3r Front Bielorús, el V Exèrcit participà en la fallida Operació Gumbinnen del mes d'octubre, en què les tropes soviètiques no van poder trencar les defenses de la Prússia oriental. En el transcurs de la segona ofensiva de Prússia oriental, juntament amb altres exèrcits del front, el V Exèrcit destruí els grups enemics de Tilsit-Insterburg i Khalchberg, i el 23 de gener ocuparen Insterburg. En el darrer escenari del seu servei a Europa participà en la destrucció del XXVIII Corps alemany, que havia quedat atrapat a la península de Samland.