В январе 1942 года Анатолий Иосифович Андреев был назначен на должность командира 4-й гвардейской стрелковой дивизии 59-й армии Ленинградского фронта, в мае 1943 года — на должность заместителя командующего 2-й ударной армией и одновременно исполняющего должность командира 43-го стрелкового корпуса. С сентября 1943 года и до конца войны — командир этого корпуса. В составе 2-й ударной, 8-й, 23-й, 59-й, 67-й армий Ленинградского фронта корпус принимал участие в Мгинской и Ленинградско-Новгородской наступательных операциях. Во взаимодействии с другими подразделениями 59-й армии 1-го Украинского фронта 43-й стрелковый корпус участвовал в Сандомирско-Силезской и Верхнее-Силезской операциях, в ходе которых в январе 1945 года были освобождены города Бендзин, Домброва-Гурнича, Семяновице-Слёнске, Сосновец, Катовице, Козель, Краппитц. За умелое командование корпусом в этих операциях генерал-майор Анатолий Иосифович Андреев был награждён орденом Суворова 2-й степени. В мае 1945 года корпус участвовал в Пражской наступательной операции.