Что могло ожидать после госпиталя летчика, да и вообще любого военного, без руки? Немедленное списание и отправка в тыл. Но Леонов настоял, чтобы его отправили обратно на фронт, сумев доказать медицинской комиссии, что ему найдется дело на аэродроме. Его направили в распоряжение штаба 1-й воздушной армии. Но когда он там сказал, что снова хочет летать, ему ответили категорическим отказом: «Да вы с ума сошли!»

Но Леонов не опустил руки. На попутной машине он добрался до села Красное, где находился дом, в котором жил командующий 1-й воздушной армией, генерал-лейтенант авиации Михаил Громов, тот самый, что прославился в 1937 году своим беспосадочным полетом в Америку через Северный полюс. Летчику удалось добиться приема, и он сумел убедить Громова, разрешить ему летать.

Конечно, о боевом истребителе или бомбардировщике уже не могло быть и речи, ему поручили видавший виды «По-2» эскадрильи штабной связи. Однако, как сесть за штурвал только с одной рукой? Леонов долго мудрил вместе с механиками, и, наконец, сам придумал оригинальный протез. К обрубку плеча прикрепили металлический обруч, который при помощи металлический конструкции с шарниром крепился к ручке сектора газа. Так, летчик-инвалид мог управлять этой ручкой одним движением плеча.