Talvisotaan Lehtonen lähti vapaaehtoisena ja hän osallistui sodan loppuvaiheissa Suomenlahden rannikolla käytyihin taisteluihin. Välirauhan aikana kesällä 1940 Lehtonen kävi upseerikurssin ja hänestä tuli vänrikki 1941 ja luutnantti 1942.