W maju 1944, w stopniu podpułkownika gwardii, objął dowództwo 9 Gwardyjskiej Dywizji Myśliwskiej, która walczyła wówczas w Rumunii. Walczył m.in. nad Prutem i Jassami (w podobnym rejonie, co w 1941) oraz w operacji lwowsko-sandomierskiej (w tym na przyczółku sandomierskim, po których walkach 9 Gwardyjska Dywizja Myśliwska otrzymała nazwę Mariupolska-Sandomierska. 19 sierpnia 1944 nadano Pokryszkinowi, jako pierwszemu, trzeci tytuł Bohatera Związku Radzieckiego. W czasie walk nad przyczółkiem baranowsko-sandomierskim zestrzelił 57 samolot niemiecki.
Do końca wojny walczył nad Polską oraz brał udział w operacji berlińskiej. W maju 1945 walczył nad Czechosłowacją – ostatni lot bojowy odbył 9 maja nad Pragą. Podczas wojny odbył ponad 650 lotów bojowych i zestrzelił 59 samolotów indywidualnie (według nieoficjalnych danych, 75) i 6 zespołowo, w 156 walkach.