I finaleløpet i OL tok han tidlig føringen i løpet, sammen med landsmannen Lauri Virtanen. De greide å riste av seg alle motstanderne, med unntak av én mann: amerikaneren Ralph Hill. Litt senere utviklet løpet seg til en tvekamp mellom Lehtinen og Hill. De fikk samme tid (14.30,0), men Lehtinen ble dømt først i mål. Etter løpet leverte amerikanerne inn protest, da de mente at Lehtinen på sisterunden hadde løpt i sikksakk for å avskjære Hill, da han var i ferd med å passere Lehtinen. Protesten ble ikke tatt til følge.