Перед началом Рижской наступательной операции перед армией ставилась задача наступления в полосе главного удара в направлении Нитауре с участка восточнее Эргли, преодолеть предполье оборонительной полосы противника, взломать оборонительный рубеж и во взаимодействии с войсками 3-й ударной армии овладеть Нитауре. При этом от армии требовалось силами одного стрелкового корпуса нанести вспомогательный удар на правом фланге, взаимодействуя с войсками 10-й гвардейской армии. С 14 сентября 1944 года армия перешла в наступление, с тяжёлыми боями медленно продвигаясь вперёд, к 25 сентября 1944 года выйдя к оборонительному рубежу «Сигулда» на участке от озера Калу на левом фланге и затем в направлении на Мадлиены, Огре. В течение нескольких дней безуспешно штурмует рубеж, наступая вдоль правого берега Даугавы на Ригу. С 6 октября 1944 года немецкие войска под угрозой окружения начали отвод войск с рубежа «Сигулда», и 42-я армия перешла в наступление, преследуя противника и не давая ему оторваться, ведя бои с отрядами прикрытия. К вечеру того же дня войска армии вышли на рубеж Бирзес, станция Сунтажи, 7 октября к половине дня вышли на восточный берег реки Маза-Югла, передовыми частями форсировав его (48-я стрелковая дивизия). На этом участие армии в Рижской операции закончилось: с 8 октября по 15 октября 1944 года армия перегруппировывалась на левое крыло фронта в район 60 километров юго-западнее Риги и возобновила наступление лишь 16 октября 1944 года, но уже в общем направлении на Либаву на Зварде, Броцены, прорывает тукумский оборонительный рубеж, продвинулась незначительно. С выходом к тукумскому оборонительному рубежу противника, во взаимодействии с другими армиями, 42-я армия приступила к блокаде (а точнее сказать ко многим и безуспешным атакам) группы армий «Север» (с 26 января 1945 года — группа армий «Курляндия») на Курляндском полуострове.