С 12 по 17 февраля 1944 года полковник Катюшин временно командовал 153-й стрелковой дивизией, затем был переведен на должность командира 157-й стрелковой дивизии 5-й армии. С 27 марта по 30 мая находился в госпитале по болезни, затем вновь командовал прежней дивизией. С 29 июня её части в составе 33-й армии участвовали в Белорусской, Минской, Вильнюсской и Каунасской наступательных операциях, в ходе которых форсировали реки Березина и Неман. За бои по прорыву обороны противника на р. Неман дивизии было присвоено наименование «Неманская» (12.8.1944). В конце августа дивизия заняла оборону по рекам Шешупе и Шеймена и в составе 11-й гвардейской армии 3-го Белорусского фронта находилась здесь до 13 октября, затем была подчинена 5-й армии и участвовала с ней в Гумбиненской наступательной операции. С 13 января 1945 года дивизия принимала участие в Восточно-Прусской, Инстербургско-Кёнигсбергской наступательных операциях. С 11 марта 1945 года полковник Катюшин был переведен на должность командира 173-й стрелковой Оршанской Краснознаменной дивизии. Её части к 29 марта вышли на побережье залива Фришес-Хафф (Висленский), сбросив остатки восточно-прусской группировки немцев в море. Затем дивизия совершила марш в Силезию и с 22 апреля по 2 мая находилась в резерве 31-й армии. На заключительном этапе войны с 7 мая 1945 года она принимала участие в Пражской наступательной операции.