Nach dem Überfall auf Polen, zu Beginn des Zweiten Weltkrieges, wurde Lemberg 1939 durch die UdSSR annektiert und Teil der Ukrainischen Sowjetrepublik. Fleck kehrte in seinen Beruf zurück und wurde in den folgenden zwei Jahren zum Dozenten und Leiter der Abteilung für Mikrobiologie am – aus der medizinischen Fakultät hervorgegangenen, aber nun selbständigen – Ukrainischen Medizinischen Institut und zum Direktor des Städtischen Hygiene-Instituts, außerdem nahm er die Funktion des Fachgutachters im Bereich der Serologie am (von Franciszek Groër geleiteten) Mutter-und-Kind-Institut wahr.