Im Rahmen der 1. Ukrainischen Front nahmen seine Truppen im Sommer und Herbst 1944 an der Lwiw-Sandomierz-Operation teil. Für die Führung in dieser Offensive wurde Katukow am 23. September 1944 mit dem Titel Held der Sowjetunion ausgezeichnet. Als Teil der 1. Weißrussischen Front stieß die 1. Gardepanzerarmee im Januar 1945 in der Weichsel-Oder-Operation aus dem Brückenkopf Magnuszew über Łódź und Gnesen zur Oder vor. Im Februar und März 1945 nahmen seine Truppen an der Besetzung von Ostpommern teil und drangen über Kolberg zur Ostsee durch. Am 6. April wurde er zweitmalig als Held der Sowjetunion geehrt. Katukows Armee kehrte zur 1. Weißrussischen Front zurück und nahm Mitte April an der Berliner Operation teil. Nach dem Durchbruch in der Schlacht um die Seelower Höhen am 19. April umgingen Katukows Truppen die deutsche Verteidigung und konnten zusammen mit der 8. Gardearmee ins Stadtzentrum von Berlin vordringen.