В начале августа 1944 года П. М. Потапову было присвоено звание старшего лейтенанта. Пётр Матвеевич был переведён на должность заместителя командира авиационной эскадрильи с одновременным назначением на должность штурмана эскадрильи. В августе 1944 года старший лейтенант П. М. Потапов неоднократно водил группы Ил-2 на штурмовку войск противника в ходе Ясско-Кишинёвской операции. Всего к сентябрю 1944 года Пётр Матвеевич совершил 92 боевых вылета, в том числе 37 — на разведку. В ходе штурмовок им было уничтожеено 16 танков, 30 автомашин с войсками и грузами, 40 подвод с военным имуществом, 7 железнодорожных вагонов, 1 паровоз, 7 орудий полевой артиллерии, 6 миномётных батарей, 1 самолёт на аэродроме, 2 склада с горючим и около 385 солдат и офицеров противника. Экипаж старшего лейтенанта П. М. Потапова участвовал в семи воздушных боях, в ходе которых сбил один истребитель противника (Ме-109). 7 июня 1944 года командир полка майор Е. Г. Валенюк представил Петра Матвеевича к званию Героя Советского Союза, однако награждение задержалось. С конца августа до начала октября 1944 года старший лейтенант П. М. Потапов участвовал в освобождении Румынии. В ходе Бухарестско-Арадской операции он в составе своего подразделения освобождал город Орадя. В октябре 1944 года Пётр Матвеевич участвовал в разгроме немецкой группы армий «Юг» в ходе Дебереценской операции, освобождал город Дебрецен. За образцовое выполнение заданий командования на фронте борьбы с немецкими захватчиками приказом НКО СССР № 0340 от 27 октября 1944 года 873-й штурмовой авиационный полк был преобразован в 188-й гвардейский. 231-я штурмовая авиационная дивизия стала 12-й гвардейской, а 2-й штурмовой авиационный корпус — 3-м гвардейским.