W sierpniu 1943 uczestniczył w kontrnatarciu pod Charkowem, a później w dalszych walkach na Ukrainie: forsowanie Dniepru, wyzwalanie Krzywego Rogu i Kirowgradu. W styczniu 1944 u boku gen. Iwana Koniewa brał udział w operacji korsuńskiej. Miesiąc później został awansowany do stopnia marszałka wojsk pancernychУказ Президиума Верховного Совета СССР «О присвоении генерал-полковнику бронетанковых войск Ротмистрову П. А. военного звания маршала бронетанковых войск» от 21 февраля 1944 года // Ведомости Верховного Совета Союза Советских Социалистических Республик : газета. — 1944. — 29 февраля (№ 12 (272)). — С. 1.
Po przeniesieniu 5 Gwardyjskiej Armii Pancernej z 2 Frontu Ukraińskiego na 3 Front Białoruski, brał udział w operacji Bagration. W sierpniu 1944 roku został zastępcą dowódcy wojsk pancernych Armii Czerwonej.
Okres powojenny Po zakończeniu wojny dowodził radzieckimi wojskami pancernymi i zmechanizowanymi stacjonującymi na terenie okupowanych Niemiec, a później na Dalekim Wschodzie. W 1948 wrócił do pracy naukowej i dydaktycznej w Akademii Sztabu Generalnego. W 1958 został profesorem nauk wojskowych i przez następnych sześć lat kierował Akademią Wojsk Pancernych. W 1962 otrzymał awans do stopnia głównego marszałka wojsk pancernych.