Désormais membre des Forces françaises libres, il est envoyé en Afrique du Nord où il est affecté à la division française libre. Il prend alors part aux opérations de la guerre du désert en étant dans un premier temps chargé de la liaison infanterie-chars de la division, puis en prenant le commandement des groupes d'assaut. Affecté au bataillon de la demi-brigade de Légion étrangère, il participe en à la seconde bataille d'El Alamein où il s'illustre en soignant de nombreux blessés sous le feu ennemi et en faisant prisonniers deux soldats italiens. Promu médecin-commandant, il participe à la campagne de Tunisie en 1943 puis débarque en Italie le . Le mois suivant, lors de la bataille du Garigliano pendant laquelle il est chargé d'assurer la liaison entre infanterie française et chars américains, il est blessé par des éclats d'obus mais continue le combat. Pour le seul mois de juin, André Lichtwitz est blessé trois fois et participe à la destruction de deux chars Panther.