Az űrséta 1965. március 15-én 12 percig és 9 másodpercig tartott és csaknem tragédiával végződött, de a szerencse, mint életében annyiszor, a kozmonauta mellé szegődött. Leonov az űrhajóba való visszatéréskor váratlan nehézsége ütközött: a szkafandere túlságosan felfúvódott, ezért csökkenteni kellett benne a nyomást és az előírással ellentétben nem lábbal, hanem fejjel előre behatolni a fedélzeti nyíláson.

A katonai pilótákból elsők között átképzett űrhajóst a hatvanas évek végén a Hold-expedícióra készítették fel. Ha az űrversenynek ezt a szakaszát is a Szovjetunió, nem pedig az Egyesült Államok nyerte volna meg, akkor ő lett volna az első ember, aki a Hold felszínére lép. (Az oroszok azóta sem jutottak el a Holdra.)

1969. január 22-én kis híján áldozatává válhatott volna egy Leonyid Brezsnyev pártfőtitkár ellen megkísérelt merényletnek, de ismét megmenekült. Egy rendőrnek öltözött támadó összetévesztette a Kreml egyik kapujához közeledő gépkocsikat, és arra a ZIL limuzinra nyitott tüzet, amelyben három, a szovjet vezetőhöz tartó űrhajós ült. A gépkocsivezető életét vesztette, Georgij Beregovoj és Andrian Nyikolajev kozmonauta könnyebben megsérült, de Leonovnak nem esett baja.

1971-ben a tervek szerint tagja lett volna az első űrállomás, a Szaljut legénységének, ám társa, Valerij Kubaszov megbetegedése miatt más űrhajósoknak kellett repülniük helyettük. A dublőrként belépett Georgij Dobrovolszkij, Vlagyiszlav Volkov és Viktor Pacajev a Földre való visszatérés közben életét vesztette, mert megsérült a Szojuz-11 űrhajó leszálló egységének szigetelése.

A kozmonauta 1975 júliusában részese volt a Szojuz-Apollo űrrepülésnek, amelynek alkalmából először csatlakozott össze egy szovjet és egy amerikai űrkapszula.

Leonov 1976 és 1991 között az űrhajós-felkészítő központ helyettes vezetőjének feladatkörét látta el. A műszaki tudományok doktora, négy találmány szerzője volt, s amatőr képzőművészként 1967 és 1972 között részt vett egy 14 postabélyegből álló szovjet űrhajózási sorozat kibocsátásában. Nyolcvanhat évesen halt meg.