Durante la Campagna del Dodecaneso fu comandante della Sturm-Division "Rhodos" che forte di 7500 uomini guidò l'attacco tedesco alla guarnigione italiana sull'isola di Rodi. La sua unità ebbe ragione sulle difese italiane in due giorni, prima che i rinforzi britannici potessero raggiungere l'isola. Nel settembre 1943 dopo due mesi dalla resa della guarnigione italiana le truppe britanniche sbarcarono sulle isole di Samo, Lero e Coo. Kleemann con la sua unità lanciò un contrattacco con il quale in due mesi riusci a sopraffare le tre guarnigioni britanniche sulle rispettive isole.