바그라티온 작전(러시아어: Операция Багратион, 영어: Operation Bagration)은 1944년 6월 22일부터 8월 19일까지 소련의 벨라루스 지역에서 벌어진 동부 전선의 군사 작전이다. 작전명은 나폴레옹 전쟁 당시 러시아 제국의 장군이었던 표트르 바그라티온(Pyotr Bagration)의 이름에서 따왔다. 이 작전은 서유럽에서 연합군의 오버로드 작전(노르망디 상륙작전)이 시작된 지 약 2주 만에 발발하였으며, 나치 독일이 두 개의 주요 전선에서 동시에 싸워야 했던 시점에 진행되었다.
소련군은 이 작전에서 독일 중앙집단군(Heeresgruppe Mitte)을 주 타겟으로 삼았다. 붉은 군대는 소련의 종심 작전(Deep Operation) 교리와 마스키로프카(기만 전략)를 본격적으로 활용하여 독일군의 방어선을 무너뜨렸다. 작전 결과, 독일 중앙집단군의 34개 사단 중 28개 사단이 궤멸되었다. 독일군은 약 45만 명의 사상자를 기록하였으며, 이는 독일 군사 역사상 최대의 패배 중 하나로 평가된다.
작전은 세 단계로 진행되었다. 첫 단계에서 소련군은 비쳅스크, 오르샤, 모길료프, 보브루이스크 방면에서 동시에 공세를 펼쳐 독일군의 방어선을 돌파하고 여러 곳에서 포위망을 형성하였다. 6월 28일까지 독일 제4군이 붕괴되었고, 제3기갑군과 제9군도 대부분 궤멸되었다. 이후 소련군은 민스크를 향해 진격하여 7월 4일 민스크를 해방시켰다. 마지막 단계에서는 리투아니아, 폴란드 동부, 루마니아 방면으로 공세를 확장하여 비스와강과 바르샤바 인근까지 도달하였다.
이 작전의 성공 요인으로는 독일 최고 사령부의 전략적 판단 착오가 지적된다. 독일군은 소련군의 주공 방향을 우크라이나 남부로 오판하여 중앙집단군의 기갑 및 기계화 전력을 대거 남부로 재배치하였다. 이로 인해 중앙집단군은 전차와 예비 병력이 크게 부족한 상태에서 소련의 대규모 공세를 맞이하게 되었다. 또한 소련군은 철저한 기만 작전을 통해 실제 공격 지점과 시점을 효과적으로 은폐하였다.
바그라티온 작전은 동부 전선의 전세를 결정적으로 소련 측으로 기울게 한 전환점이 되었으며, 이후 소련군이 베를린으로 진격할 수 있는 발판을 마련하였다.
