27 августа 1943 года назначен начальником штаба 61-й армии. 15 января 1944 года Указом Президиума Верховного совета СССР «за умелое и мужественное руководство боевыми операциями при форсировании реки Днепр и достигнутые в результате этих операций успехи» награжден орденом Суворова II степени. Во время проведения Белорусской операции «обеспечил бесперебойное управление операцией и боем» и в августе 1944 года был награжден орденом Красного Знамени. 13 сентября 1944 года присвоено звание генерал-лейтенанта. Руководил работой штаба армии в Варшавско-Познанской и в Восточно-Померанской операциях и «за умелое и мужественное руководство боевыми операциями» награжден орденом Кутузова II степени. Во время Берлинской операции войска 61-й армии форсировали реку Одер и прорвали оборону противника. За умелую организацию по обеспечению управления войсками армии генерал-лейтенант Пулко-Дмитриев был награжден орденом Богдана Хмельницкого I степени.