Подлинное мастерство Нагулян продемонстрировал 15 августа 1944 года в районе города Бауска по уничтожению подходящих резервов противника. Опять произошла встреча с 8-ю «фоккерами». В ходе боя Нагулян заметил, что два истребителя нацелились на ведущего группы. Не раздумывая, он бросил свой штурмовик наперерез врагу, заслонив ведущего. Испугавшись столкновения, истребители метнулись в сторону. Этим воспользовался стрелок Архипов и поразил одного из них. Ещё один «фоккер» сразил другой экипаж. Смелые действия Нагуляна не только спасли ведущего группы, но и позволили успешно выполнить боевое задание.
В начале января 1945 года 593-й полк в составе дивизии был переброшен на 2-й Белорусский фронт, войска которого вели боевые действия в Восточной Пруссии. К этому времени М.К.Нагулян стал признанным мастером штурмовых ударов, за плечами которого было 75 боевых вылетов. Он стал лейтенантом, был назначен командиром звена.
Вот некоторые данные боевой работы лейтенанта Нагуляна (из наградного листа от 19 апреля 1945 г. за подписью полковника Мозгового и полковника Тихомирова).
- 17 января 1945 г. в районе Сохоцин, умело используя метод бреющего полёта, мастерски нанёс удар по траншеям противника, вызвав крупные потери и разрушения;
- 19 января 1945 г. в районе Збышино нанёс удар по отступающему противнику, в упор расстреляв живую силу и технику;
- 27 февраля в районе Преисиш-Старгард при подходе к цели в небольшом населённом пункте заметил большое скопление пехоты противника, внезапно и умело нанёс бомбовый удар, а затем, перейдя на бреющий полёт и сделав 3 захода, пулемётно-пушечным огнём в упор начал расстреливать разбегавшихся в панике гитлеровцев;
- 4 марта, несмотря на плохую видимость, обнаружил в районе Шенек зенитную батарею и с первого же захода подавил её; отойдя от цели, заметил эшелон, сначала прямым попаданием бомб разбил паровоз, а затем уничтожил весь эшелон;
- 20 марта, руководя шестёркой «илов» в районе порта Гдыня нанёс удар по скоплению кораблей и войск противника, разрушил одну самоходную баржу, а другую пустил на дно;
- 29 марта нанёс бомбоштурмовой удар по живой силе и технике противника в районе Шнакенбург-Бонзак.
За эти и другие боевые дела Нагулян был награждён вторым орденом Красного Знамени, который он получить не успел…

6 апреля 1945 года Нагулян в последний раз поднялся в воздух, вылетев в район польского села Штееген. В своем документальном очерке «Во имя Родины» М. Тебенко писал: «…Приказав Маляренко, Иванову и Ушакевичу помочь экипажу Бурцева готовить штурмовик к вылету, Нагулян стал обсуждать с ним маршрут полета. Часа через два туман рассеялся и, хотя облачность была низкой, из штаба полка …поступило приказание о вылете. Такая погода исключала атаку истребителей, но повышалась опасность обстрела зенитной артиллерией, и летчики, Нагулян и Бурцев, летевшие на низкой высоте, все внимание уделяли земле. …Целей было обнаружено много, прилегающие к нему дороги были заполнены вражеской техникой.
-- Атака! - скомандовал Нагулян, и шедшие с интервалом штурмовики пошли к земле.
Налет был внезапным. Враг не предполагал, что в такую погоду советская авиация поднимется в воздух. Когда штурмовики набрали высоту для второй атаки, Нагулян заметил справа замаскированную сеткой зенитную батарею, которая открыла огонь по самолетам. Сделав разворот, он точно вывел штурмовик на батарею и, пикируя, открыл по ней пушечно-пулеметный огонь… Вдруг штурмовик вздрогнул. Попавший в мотор зенитный снаряд воспламенил его. Пламя, как огненный вихрь, охватило всю переднюю часть штурмовика, длинные его языки обжигали лицо и руки летчика. Нагулян понял, что до взрыва бензобака и оставшихся боеприпасов остаются считанные секунды. Рука его не дрогнула, он по прежнему крепко сжимал ручку управления в положении пикирования. Земля приближалась с молниеносной быстротой, ее отчетливо видел Нагулян. Он видел, как в панике бежали от орудий фашисты. И когда штурмовик врезался в расположение вражеской батареи, сильный взрыв потряс гитлеровцев…».
Это был 113-й боевой вылет…
Командир звена штурмовиков 593-го штурмового авиационного полка, 332-я штурмовой авиационной дивизии, 4-я воздушной армии, 2-й Белорусского фронта, лейтенант Нагульян, Мартирос Карапетович совершил 113 боевых вылетов на штурмовку скоплений войск и укреплений противника, сбил 2 вражеских самолёта ФВ-190.
Звание Герой Советского Союза присвоено указом Президиума Верховного Совета СССР от 18 августа 1945 года посмертно.