Sólo un mes más tarde, como consecuencia de la caída de Roma en manos de los Aliados, Lemelsen fue enviado a Italia para tomar el mando del 14.º Ejército, con el que luchó durante toda la campaña de Italia, entre junio de 1944 y su rendición final a los Aliados en las cercanías de los Alpes en mayo de 1945.