После долгих тренировок на земле, Леонову разрешили, наконец, подняться в воздух. Первый в истории авиации полет летчика с одной рукой прошел успешно. После этого для Леонова начались армейские будни – доставка почты, грузов. Но война есть война. Однажды, когда он доставлял груз в партизанскую бригаду, его самолет обстреляли с земли. Иван Антонович почувствовал, что ранен в ногу. С трудом дотянул до позиции советских войск и сел на поляну. Снова госпиталь, после которого он опять вернулся на фронт, но уже сам не летал, а до самой Победы служил в штабе Оршанского истребительного авиаполка. В 1946 был уволен в отставку в звании старшего лейтенанта.

Сначала жил в Бежецах, работал в «Трудовых резервах». Потом окончил Минский педагогический институт. Работал в школе ДОСААФ, Тульском автотранспортном техникуме. Стал директором детского дома, где дети ласково называли его батей. Вместе с женой Ниной Васильевной взял на воспитание пятерых сирот, а еще двое были у них свои. Отсутствие руки не мешало ветерану браться за, казалось, невозможные для инвалида дела. Научился водить мотоцикл, построил новый дом, сам выкладывал кирпичные стены, пилил, строгал.

В 1995 году в Армавирском училище летчиков, которое он закончил, узнали о его необыкновенной судьбе. Леонова разыскали, обратились в Москву с ходатайством и Указом президента РФ отважному летчику было присвоено звание Героя России. Ну, а потом уже выяснилось, что он был еще во время войны представлен к званию Героя Советского Союза.

Дважды герой вместе с семьей поселился в Туле и в 1999 году на параде Победы снова поднялся в небо на самолете в качестве второго пилота.