El 29 de marzo de 1944, Leliushenko asumió el mando del 4.º Ejército de Tanques, que, como parte del 1.º Frente Ucraniano (comandado por el Mariscal de la Unión Soviética Georgy K. Zhukov) participó en la Ofensiva Leópolis-Sandomierz (13 de julio - 29 de julio de 1944), en el curso de esta ofensiva el 4° Ejército de Tanques en cooperación con el 3° Ejército de Tanques de la Guardia (Comandanteː Coronel General Pável Rybalko) avanzó contra el Grupo de Ejércitos Ucrania Norte alemán. El 27 de julio, dos semanas después de iniciada la ofensiva, estas fuerzas tomaron Lvov y el ejército de Leliushenko cubrió posteriormente 200 km hacia la cabeza de puente del Vístula a mediados de agosto. Sin embargo, las bajas fueron muy altas y el Ejército tuvo que ser retirado del frente para reequiparse. No volverían a combatir hasta el año siguiente.