После церемонии награждения в Кремле Леонид Николаевич вернулся в свою часть, которая воевала в составе 2-й ударной армии, и принимал участие в Нарвской операции. В конце июля 1944 года в землянку, в которой находился лейтенант Пономаренко, попал вражеский снаряд. Леонид Николаевич получил тяжелейшую контузию и осколочное ранение. Четыре месяца он находился на лечении в госпиталях и на фронт уже не вернулся. Службу продолжил в Октябрьском районном военкомате города Новосибирска. В августе 1946 года старший лейтенант Л. Н. Пономаренко был уволен в запас по состоянию здоровья.