У листопаді 1943 року генерал-майор С. С. Мартиросян став першим радянським військовим комендантом звільненого Києва. З квітня 1944 до кінця війни — командир 73-го стрілецького корпусу в 52-й армії на 2-му і 1-му Українському фронтах, відзначився в Яссько-Кишинівській, Вісло-Одерської, Нижньо-Сілезької, Берлінській і Празькій операціях.