Armia nacierała na Wilno, które zostało wyzwolone 13 lipca z pomocą Armii Krajowej po zaciętych i krwawych walkach w centrum miasta. 1 sierpnia 1944 roku armia składała się z 45. Korpusu Strzeleckiego (159., 184. i 338. Dywizja Strzelecka), 65. Korpusu Strzeleckiego (97., 144. i 371. Dywizja Strzelecka), 72. Korpusu Strzeleckiego (63., 215. i 277. Dywizja Strzelecka) oraz wielu jednostek artyleryjskich, pancernych i innych. Ostatnią operacją w Europie, w której wzięła udział 5. Armia była operacja wschodniopruska w 1945 roku. Jednostki 184. Dywizji Strzeleckiej, przydzielonej do 5. Armii, były pierwszymi radzieckimi formacjami, które dotarły do przedwojennej granicy w dniu 17 sierpnia 1944 rokuErickson, Road to Berlin, 1982, s. 307–308.. Razem z innymi armiami 3. Frontu Białoruskiego 5. Armia wzięła udział w nieudanej operacji gumbinnskiej w październiku 1944 roku, w której radzieccy żołnierze nie zdołali przełamać niemieckiej obrony w Prusach Wschodnich. W drugiej połowie operacji wschodniopruskiej, w połączeniu z innymi armiami frontu, 5. Armia zniszczyła ugrupowania wroga w rejonie Tilsitu–Insterburga i Chalberga, a 23 stycznia zdobyła Insterburg. W ostatniej fazie swojej europejskiej służby 5. Armia wzięła udział w likwidacji wojsk Wehrmachtu, a mianowicie XXVIII Korpusu Armijnego, okrążonego na półwyspie Sambia.