Trong tháng 2 và tháng 3 năm 1944, Shtemenko là đại diện của Stavka trong Phương diện quân Pribaltic 2 trong chiến dịch giải vây Leningrad. Mùa xuân năm 1944, ông được điều động đến các mặt trận khác nhau ở Belarus và điều phối các hoạt động của các phương diện quân trên hướng này.