V listopadu 1943 byl opět povýšen a jmenován velitelem 1. pobaltského frontu. Zimní kampaň frontu skončila jen nevýraznými úspěchy. O to úspěšnější byla běloruská strategická útočná operace (operace Bagration) v červnu-srpnu 1944, ve které jemu podřízená vojska postoupila o 600 km. V září 1944 1. pobaltský front zaútočil na Rigu (Rižská operace), v říjnu došel – po náročném přeskupení sil z pravého křídla frontu na levé – až k Baltskému moři (Memelská operace) a odřízl tak německou skupinu armád Sever od hlavních sil Wehrmachtu. V únoru 1945 byl 1. pobaltský front reorganizován v Zemlandskou skupinu vojsk 3. běloruského frontu, jednotky se účastnily dobytí východního Pruska. Od dubna 1945 převzal po Vasilevském celý 3. běloruský front.