臨戰之前，蘇軍的一員大將陣亡，而另一員大將的部隊居然被德軍擊敗，這令蘇軍最高統帥部大受震動，蘇軍高層認為，很有必要重組兩個方麵軍的指揮層，以確保東普魯士殲滅戰的順利進行。
華西列夫斯基作為蘇聯最高統帥部的代表，於2月21日接過第3白俄羅斯方麵軍的指揮權，未能阻止德軍援救柯尼斯堡的巴格拉米揚被降職。第1波羅的海方麵軍被改稱為第3波羅的海方麵軍的薩姆蘭集群，巴格拉米揚隨之劃歸華西列夫斯基節製。
1945年3月13日，東普魯士攻防戰全麵發動，這時駐守在東普魯士的德國北方集團軍群，由德國第2集團軍前司令魏斯統一指揮。
華西列夫斯基估計，在柯尼斯堡以南德軍還有19個師，而在柯尼斯堡和薩姆蘭半島，德軍僅有15個師，他決定先啃硬骨頭，首先把柯尼斯堡以南的德軍消滅掉，再去攻打柯尼斯堡和薩姆蘭半島的德軍。他向斯大林請示變更攻擊次序，先敲掉維斯瓦灣以南的德軍，再攻擊柯尼斯堡和薩姆蘭半島的德軍，斯大林同意了他的請求。
蘇軍剛開始進攻時，天氣惡劣，蘇軍無法發揮空中優勢，全靠地麵兵力對德突擊。德國第4集團軍拚死抵抗，寸土必爭，但蘇軍不斷地壓縮德軍的陣地。
到3月18日，德軍被迫退縮到向維斯瓦灣的薩姆蘭半島突出的狹窄的巴爾加半島上。這一天，天氣轉晴，蘇軍空軍大批量出動，對這個小小的半島狂轟濫炸。德軍的士氣瀕臨崩潰，士兵開小差和臨陣脫逃的事情多有發生。
德軍第6軍派遣一名代表去見希特勒，請求從海岸上撤回德國本土，但遭到拒絕，德軍不得不繼續抵抗。直到3月26日，希特勒才同意“在所有的火炮、坦克和車輛全部用船運走以後”，德軍官兵才可以撤退。
這時，蘇軍攻勢極盛，德軍官兵們自身的小命不保，哪裏還顧得上武器裝備。不少德軍士兵靠著僅有的一些交通工具，逃離蘇軍的包圍圈，而剩下的德軍官兵則做了蘇軍的階下囚。這次圍殲德國第4集團軍的戰役，華西列夫斯基公布的戰果是：俘虜46000人，繳獲600輛坦克和強擊火炮，殲敵93000人。
解決完德國第4集團軍，華西列夫斯基又把注意力轉移到柯尼斯堡和薩姆蘭，他的首要攻擊目標是柯尼斯堡。華斯列夫斯基料想希特勒必然會把柯尼斯堡打造成一座超級堡壘，他毅然決定精心準備，打一場艱艱苦卓絕的攻堅戰。華西列夫斯基的指揮部將柯尼斯堡的作戰地圖下發至排長一級，圖上非常詳細地用編號標明每一個街區、街道和火力控製點。為了對高級指揮員介紹情況，又特別製作一個1∶3000比例的柯尼斯堡市立體沙盤圖。經過細致的講解，幾乎每一個紅軍戰士都對自己的任務了如指掌。
為了打好這場柯尼斯堡攻堅戰，華西列夫斯基準備了137000人，2400多架飛機，530多輛坦克的自行火炮。
此時，北方集團軍群的司令部已從東普魯士撤離，薩姆蘭半島和柯尼斯堡德軍的指揮權被移交給德國第4集團軍司令米勒。
4月2日，米勒來到柯尼斯堡布置防務，柯尼斯堡守軍司令拉施親自接待了他，當他與拉施就如何防守柯尼斯堡交換意見時，拉施的態度令他很是惱火。拉施的話語中充滿失敗主義論調，米勒警告拉施最好不要產生投降的打算，因為這麼做會讓拉施的家人死於非命。
拉施勉強同意盡力守住柯尼斯堡，可是他對米勒抱怨說他手下僅有35000人，就連裝甲師都沒有，要想守住城池是很困難的。米勒對拉施提出的困難不免表示理解，但是他坦率地告知拉施柯尼斯堡的守軍隻能靠自己。
4月6日中午，在經過航空兵和炮兵猛烈的火力準備之後，蘇軍開始發起突擊，到傍晚時，蘇軍步兵已經打進了城。守軍司令拉施請求米勒允許他撤往薩姆蘭，但遭到拒絕。
4月7日，柯尼斯堡和薩姆蘭半島的陸上通道斷絕，這時，米勒卻要求拉施退回薩姆蘭，拉施顯然已經無能為力。
4月9日傍晚，負傷的拉施要求米勒授予他停止抵抗的權力，米勒不同意，拉施便自作主張，向蘇軍投降。
4月10日，柯尼斯堡城裏主要的戰鬥都結束了，隻有一些被孤立的還在包圍圈裏進行戰鬥。兩天後，憤怒至極的希特勒，在拉施未曾出席的情況下宣判處他死刑，並且下令黨衛軍逮捕拉施的家人。
督戰不力的米勒也被免職，他的職務被圍困在維斯瓦三角洲的德國第2集團軍殘部的司令官接任。
4月13日上午，東普魯士殲滅戰的最後階段開始，蘇軍對薩姆蘭半島的德軍發動進攻。德軍拚死抵抗，守衛著半島最西端的皮勞港，德國海軍趁著蘇軍還沒有占領這個半島的時機，通過海路撤走大批部隊和平民。
4月26日，薩姆蘭半島被完全占領，華西列夫斯基聲稱蘇軍俘虜3萬德軍。到此為止，東普魯士戰役全部結束。
1945年2月初至1945年4月，經過西裏西亞戰役、波美拉尼亞和西普魯士戰役，以及東普魯士戰役等3次大戰，奧得河以東的德軍部隊基本上被肅清，蘇軍終於可以集中全力為柏林戰役做準備。