6 июня 1944 г. началась высадка союзников во Франции, а 23 июня началось наступление советских войск — знаменитая операция «Багратион». За один день 26 июня «Нормандия» совершила 73 боевых вылета, сбив 8 самолетов противника и потеряв одного пилота. Смена тактики дала свои плоды, потери французских летчиков уменьшились, хотя сократилось и число побед. За время боев в июле-августе «Нормандия» потеряла 6 пилотов.
26 июня пропал без вести Жак Гастон.
30 июня 1944 г. погиб Бруно де Фальтан со своим механиком Сергеем Астаховым. Его самолет был поврежден во время боя. Пытаясь дотянуть до аэродрома, он был вынужден сесть в чистом поле. Жан де Панж вывез его в расположение на своем самолете У-2, а Бруно де Фальтан на спарке Як-7 со своим механиком вылетел к своему истребителю, чтобы попробовать его починить. Затея не удалась, и они стали возвращаться. Согласно воспоминаниям Жана де Панжа, Як-7 по какой-то причине тоже пришлось аварийно сажать на поле, и самолет попал колесами в окопы. Оба были тяжело ранены, но Бруно Фальтан еще успел позвать на помощь советских артиллеристов, которые и похоронили затем пилота с его механиком в Дубровенском районе Витебской области. На могиле был установлен крест с именами офицеров и их фотографией. В 1967 году их перезахоронили в Москве на Введенском кладбище. В селе Рыленки Витебской области установлен памятник.
Бруно де Тьери де Фальтан — единственный установленный французский пилот, не считая недавно обнаруженной могилы Мориса Бона, чей прах по решению родственников остался похороненным в России. Брат Бруно де Фальтана Ги де Фальтан провел почти 6 лет в немецком плену в Раве Русской.
15 июля при перелете на новый аэродром случилась поломка в самолете Мориса де Сейна. Пары бензина стали проникать в кабину, и летчик ослеп. В грузовом отсеке самолета находился механик де Сейна Владимир Белозуб, у которого не было парашюта, поэтому пилот отказался прыгать с парашютом, вернулся на прежний аэродром и попытался посадить самолет. На глазах у всех, кто находился на аэродроме, он несколько раз заходил на посадку, несмотря на отчаянно повторяемый Михаилом Шиком по радио приказ генерала Худякова прыгать. И на глазах у всех французский аристократ разбился, разделив участь механика, русского крестьянина…
Капитан Морис де Сейн — одна из наиболее знаменитых легенд «Нормандии — Неман». Ныне его именем названа военно-воздушная база французских ВВС в городе Оранж, на которой установлен памятник— взлетающие рядом Як и «Мираж».
Школа в пригороде Парижа Даммари-ле-Лис носит имя де Сейна.
Морис де Сейн и Владимир Белозуб были похоронены в одной могиле в селе Дубровка. В 1953 г. останки Мориса де Сейна по просьбе его матери были перезахоронены в Париже.
По всей видимости, к гибели Мориса де Сейна и Марселя Лефевра привели конструктивные недостатки самолета Як-9: по каким-то причинам бензин начинал попадать в кабину. Схожий случай произошел с командиром 18-го авиаполка полковником Голубовым. Так же, как Марсель Лефевр, он был вынужден вернуться в результате неисправности и был весь забрызган бензином. Не успевая посадить самолет, выпрыгнул из кабины летящего самолета. Кроме ожогов, получил множественные переломы, но остался жив. Его доставили в госпиталь в Москву и смогли вылечить.
29 июля полк перебазировался в Литву на аэродром Алитус. Первоначально планировалось перелететь на аэродром Докудово, куда были отправлены Жан де Панж и переводчик Павел Пистрак, которым пришлось договариваться с Василием Сталиным о совместном размещении. Сталин согласился и освободил часть аэродрома. Но французы прождали безрезультатно две недели, и полк был переброшен вслед отступающим гитлеровцам в Прибалтику. За несколько дней фронт продвинулся на 200 километров, и приходилось поспевать за ним.
Опять трудное начало. 30 июля был сбит и попал в плен аспирант Жан Байсад. Вместе с ним сбит Шарль Монье, который вернется в полк невредимым, провисев два дня на дереве, с которого его сняла советская пехота.
Первого августа сбиты Константин Фельдзер и Роже Пино.
12 августа «Нормандия» стала перевооружаться самолетами Як-3, который по сравнению с Як-1 и Як-9 был более легким, более маневренным и более скоростным. Для набора высоты в 5000 метров ему было нужно только 4 минуты. С его появлением советские самолеты уже ни в чем не уступали немецким. Хотя у самолета был существенный недостаток: он не выдерживал высоких скоростей. Два пилота, Жан Бертран и Марк Вердье, погибли из-за этого в схожих условиях: Бертран — при атаке колонны грузовиков, а Вердье — при атаке железнодорожного состава. При атаке с большой высоты на наземные объекты при скорости выше 800 км/час самолет начинал разваливаться. У обоих отлетело по крылу, и самолеты на большой скорости в штопоре врезались в землю. У Робера Марши случился аналогичный случай, но он не успел набрать скорость, потерял только фонарь и сумел сесть. После этих случаев летчикам приказом генерала Захарова запретили летать на скорости выше 750 км/час.
24 августа в полк пришла новость об освобождении Парижа. Вся 303-я дивизия, вся 1-я воздушная армия и весь участок фронта дружно праздновали победу. Зенитная артиллерия освещала салютами местность всю ночь.
В начале сентября выдалось затишье.
Группа поменяла два аэродрома и в начале октября располагалась на аэродроме Антоново. В часы затишья пилоты гонялись по окрестным лесам за бродившими там немцами и сдавали их в плен. По воспоминания Роже Соважа, немцы, убедившись, что русские не расстреливают пленных, частенько группами выходили в расположение советских частей, летчики же от безделья забавлялись тем, что брали в плен численно превосходящие их группы и водили сдавать за три километра в расположение 8-го пехотного полка.