Während der Lublin-Brester Operation besiegte die Armee in Zusammenarbeit mit der 48. und 28. Armee das XXIII. Armeekorps der deutschen 2. Armee nördlich von Brest und erreichte Mitte Juli den Westlichen Bug. Das deutsche XX. A.K. wurde von der 61. Armee östlich von Brest bedrängt, links noch dreißig Kilometer hinter der 65. Armee, rückte die 28. Armee (General Lutschinski) durch den Białowieża-Urwald vor, rechts lag die 48. Armee (General Romanenko) fast auf gleicher Höhe. Die 65. Armee überquerte am 22. Juli mit dem 105. Schützenkorps den Bug bei Drohyzcin, blieb aber nach einem deutschen Gegenstoß den August über mit Masse am anderen Bug-Ufer im Raum von Czeremcha stehen. Anfang September eroberte die Armee mit dem Panzerkorps des Generals M. F. Panow einen westlichen Brückenkopf über den Narew bei Serock. Dort wehrte die 65. Armee zwei Monate lang starke deutsche Gegenangriffe ab. Generaloberst Rokossowski übernahm die Führung der 2. Weißrussischen Front, damit gingen auch eine Verschiebung der Frontgrenzen einher: zudem wurde am linken Abschnitt die 70. Armee wieder Nachbar. In den folgenden Monaten wurden im Serocker-Brückenkopf die Kräfte für die Großoffensive nach Ostpreußen gesammelt.