С 23 июня 1944 г. «Нормандия» довольно активно участвовала в операции «Багратион», действуя на Витебском и Борисовском направлениях и занимаясь, в основном, сопровождением бомбардировщиков. Больших боев на долю французов в это время не выпало, хотя 26 июня «Нормандия» отчиталась о 72 вылетах, в ходе которых, по докладам пилотов, было сбито до 8 Bf-109G и Fw-190, ценой потери 2-3 своих Яков и гибели 1 пилота. Затем, до конца июля 1944 г., пилоты полка сбили только один Ju-52 и потеряли двух летчиков и техников в катастрофах: 29 июня 1944 г. лейтенант Б. де Фалетан с техником Астаховым вылетел на тренировочном Як-78 к месту посадки аварийного Як-9 и пропал. Обломки самолета и тела членов экипажа наземные войска обнаружили только через несколько месяцев, причина их гибели так и осталась неизвестной. А 18 июля 1944 г. при перебазировании полка на а. Микутаны (Литва) в воздухе по неизвестной причине загорелся Як-9 лейтенанта Мориса де Сейна, в закабинном отсеке которого летел механик В. Белозуб. Этот эпизод затем вошел в художественный фильм «Нормандия- Неман». Французский летчик решил не бросать не имевшего парашюта русского техника и предпочел погибнуть вместе с ним, разбившись при посадке. 28 июля 1944 г. сразу после перебазирования на а. Алитус, «Нормандия» потеряла в р-не Каунаса от огня зениток 2 Як-9 (пилоты остались живы). С этого момента полк занимался прикрытием советских переправ через р. Неман (за что потом и получил соответствующее почетное наименование), при этом отразить все удары по переправам французам не удалось – в ряде случаев мелкие группы Ju-87 и истребителей-бомбардировщиков Fw- 190 добивались попаданий в мосты.
30 июня 1944 г. 16 Як-9 из полка «Нормандия» перехватили на подходе к переправам 9 Ju-87, прикрываемых 4 Fw-190, Согласно докладам французов, они сбили 1 Ju-87 и 1-2 «Фокке- Вульфа», потеряв 2 Як-9 (л-т Бейссад попал в плен к немцам, а аспирант (мл. лейтенант) Монье спасся на парашюте), еще два Яка были серьезно повреждены.
1 августа 1944 г., по итогам двух воздушных боев в р-не Гумбинена французы отчитались об одном сбитом Ju-87 и одном Fw-190, но и сами потеряли два Як-9 вместе с летчиками – аспирант К. Фельдзер попал в плен к немцам, откуда позже сумел бежать, а вот аспирант Р. Пинон, по-видимому, попал в руки СС и был немцами расстрелян, в полном соответствии с уже упомянутым приказом Кейтеля.
После этого полк на пару недель вывели из боев и начали перевооружать на новую технику – 13 августа 1944 г. с Саратовского авиазавода в «Нормандию» поступило 20 новых истребителей Як-3.
С этого момента как раз и начался наиболее подробно описанный в мемуарной и художественной литературе период боевой биографии этого полка на советско-германском фронте. При этом надо сразу же сказать, что все сведения о каких-либо крупных боевых успехах «Нормандии» в этот период нуждаются в очень серьезной проверке. Полк находился на прибалтийском участке фронта, где с конца лета 1944 г. (с момента окружения немецкой группировки в Курляндии и выхода Советской Армии к границам Восточной Пруссии) и до января-февраля 1945 г. (начала штурма Кенигсберга) линия фронта стабилизировалась, а немецкая авиационная группировка была достаточно малочисленна (согласно документам, к началу апреля 1945 г. у люфтваффе во всей Восточной Пруссии и Курляндии в составе I и III/JG51 имелось всего 33 Bf-109, в т.ч. 15 исправных) и вряд-ли превышала сотню самолетов всех типов. У советских летчиков-истребителей в это время стала весьма ходовой поговорка: «сбить немца не проблема, но ты его попробуй найди…»
Освоение Як-3 полком «Нормандия» прошло довольно быстро и уже в конце августа 1944 г. французы вернулись к боевой работе. Правда, имела место минимум одна катастрофа, связанная с конструктивными особенностями Як-3 (чрезмерно облегченная для улучшения маневренных характеристик конструкция планера) – 26 августа 1944 г. во время вылета на штурмовку в р-не Гумбинена пары в составе Марчи и Бертрана, Бертран слишком сильно разогнал свой Як-3 на пикировании, явно превысив скорость 700 км/ч – у Яка отвалилась часть правой плоскости, летчик погиб…………….
Парадоксально, но вроде бы имевший наиболее совершенные и предназначенные прежде всего для воздушного боя истребители Як-3, полк «Нормандия» с августа и до середины октября 1944 г. участвовал исключительно в штурмовых ударах по шоссейным и железным дорогам, а также по речным плавсредствам противника. Особо успешными эти действия быть не могли по определению из- за довольно слабого вооружения Як-3 и отсутствия на истребителях этого типа подвесок для мелких бомб (в отличии от, к примеру, Ла-5 или Р-39). Единственными успехами в воздушных боях в это время стали предположительные победы над Fw-190 и Fi-156 «Шторьх».
13 октября 1944 г. пара Як-3 Ирибара и Казанева прикрывала разведчика Пе-2. В результате атаки одной или двух пар немецких истребителей были сбиты и разведчик и оба Яка (Ирибар остался жив, а его ведомый погиб).