Впоследствии, имея твердые практические навыки по применению артиллерии, а также глубокие знания общей тактики, будучи требовательным и в то же время чутким и внимательным командиром, Говоров занимает должности начальника артиллерии укрепленного района, а затем – начальника артиллерии 14-го и 15-го стрелковых корпусов.
Леонид Александрович в отличие от многих командиров гражданской войны долго (до 1942 года) оставался беспартийным. Причиной отказа в приеме была его служба в колчаковской армии.
Леонид Александрович предъявлял высокие требования к профессиональной подготовке не только к подчиненным, но в первую очередь к себе. Несмотря на большую служебную загруженность, он находит время для учебы и в 1933 году заочно оканчивает Военную академию им. М.В.Фрунзе. Кроме того, он самостоятельно изучает немецкий язык и сдает экзамены на военного переводчика.
В 1936 году Говоров становится слушателем Академии Генерального штаба. В 1938 году, еще не окончив академию, он был назначен преподавателем тактики в Артиллерийскую академию имени Ф.Э.Дзержинского. Леонид Александрович и в новом качестве сумел проявить себя, и в следующем, 1939 году он получает ученое звание доцента. Его научная работа была посвящена весьма актуальной теме и носила название «Атака и прорыв укрепленного района».
Начавшаяся советско-финляндская война привела Говорова в район боевых действий. В 1940 году он назначается на должность начальника штаба артиллерии 7-й армии Северо-Западного фронта. Здесь ему удалось применить свои теоретические разработки по организации и прорыву укрепленного района на практике – на «линии Маннергейма». За успешные действия армии и личные боевые заслуги Говоров получил внеочередное звание комдива и был награжден орденом Красной Звезды. В том же году при переаттестации ему было присвоено звание генерал-майора артиллерии, и он получил назначение на должность генерал-инспектора артиллерии Главного артиллерийского управления Красной Армии.
С началом Великой Отечественной войны Леонид Александрович Говоров был назначен начальником артиллерии западного стратегического направления, а позднее – Резервного фронта. В боях под Ельней он зарекомендовал себя не только как талантливый артиллерист, но и как военный специалист, блестяще разбирающийся в подготовке общевойсковых операций.
С октября 1941 года он занимает должность заместителя командующего войсками Можайской линии обороны. В том же месяце по рекомендации Военного совета Западного фронта Говоров был назначен командующим 5-й армией, заменив тяжелораненого генерала Д.Д. Лелюшенко. Сложившуюся обстановку под Москвой к этому времени можно назвать критической. Основная тяжесть борьбы с немецкими танками легла на артиллерию. В связи с этим знания и опыт Говорова приобретали особую ценность в глазах Верховного командования. С первых дней нового назначения Говоров глубоко и со знанием дела вникает во все детали оперативного построения, дает конкретные советы по использованию противотанковой артиллерии и согласованию ее действий с танками и пехотой, подтвердив, что он может управлять не только артиллерией, но и быть хорошим общевойсковым командующим.
16 октября 1941 года Леонид Александрович Говоров подписал свой первый приказ войскам в качестве командующего 5-й армией. Его суть состояла в том, чтобы не дать немецким дивизиям прорваться на восток вдоль Можайского шоссе.
Как командарм Говоров принял боевое крещение на знаменитом Бородинском поле. На пять дней немецкие войска были задержаны армией Говорова на поле русской славы 1812 года. Все настойчивые попытки противника выйти в район Можайска были отбиты со значительным уроном для немцев. Только через пять дней город был оставлен. Большую роль в этом сражении сыграли умело организованные противотанковые оборонительные укрепления и опорные пункты, расположенные на наиболее вероятных направлениях действий вражеских танковых группировок. В них наряду с полковой и дивизионной артиллерией находились также танки, приспособленные для действий из засад. В частях формировались команды истребителей танков по 12—15 человек, вооруженных противотанковыми гранатами и бутылками с горючей смесью. К борьбе с танками широко привлекалась и артиллерия – для стрельбы с закрытых огневых позиций. Наряду с этим большое внимание уделялось устройству других заграждений – минных полей, противотанковых рвов, эскарпов и контрэскарпов, минированных лесных завалов.
В сложнейшей обстановке Говоров проявил себя решительным и инициативным командующим, твердо и четко управлявшим войсками как в обороне, так и в наступлении. После захвата противником Можайска в распоряжение Говорова была передана еще одна дивизия. Перед ним была поставлена задача – контратаковать противника и вернуть захваченный Можайск. Однако, трезво оценивая обстановку, Говоров понимал, что этих сил явно недостаточно, да и нецелесообразно вести борьбу за возвращение города. Он сумел убедить в этом высшее командование и смог организованно отвести свои части на новые укрепленные рубежи, не дав противнику окружить их и уничтожить по отдельности.
В начале контрнаступления советских войск под Москвой армии центрального участка Западного фронта уступали противнику в живой силе примерно в 1,5, а в артиллерии – в 2,5 раза. Перед 5-й армией Говорова была поставлена задача – сковать силы немцев на своем участке и воспрепятствовать переброске дополнительных дивизий на направление ударных группировок советских войск севернее и южнее Москвы. В соответствии с этим войска 5-й армии своим центром и левым флангом должны были наступать в обход Можайска с юга, тесно взаимодействуя с соседней 33-й армией. Когда же ее наступление немцам удалось приостановить, Говоров, проявив инициативу, умело перегруппировал силы и средства на свой правый фланг. В дальнейшем, войдя во взаимодействие с 16-й армией К.К. Рокоссовского, он сумел добиться значительного успеха и, вновь перегруппировав ударные силы, развил наступление на левом фланге, что привело к освобождению города Рузы.
Заслуги Говорова в сражениях под Москвой, а также успешные действия под его командованием 5-й армии в период дальнейшего зимнего наступления были отмечены присвоением ему звания генерал-лейтенанта артиллерии и награждением его дважды орденом Ленина.
Весной 1942 года Говоров назначается командующим группой войск Ленинградского фронта, а в июне – командующим войсками этого фронта. В период героической обороны города, продолжавшейся 900 дней, 670 дней город защищался под непосредственным руководством Леонида Александровича.
Задачу усиления внешних оборонительных рубежей командующий фронтом решил созданием на ближних подступах к Ленинграду пяти полевых укрепленных районов и размещением в них отдельных артиллерийско-пулеметных батальонов. Одновременно Говоров добился усовершенствования построенных ранее оборонительных рубежей, сооружения новых отсечных позиций и ходов сообщения. В Ленинграде Говоров впервые в масштабе фронта применил систему сплошных траншей, связав оборонительные укрепления в единое целое. Он также перестроил систему применения минометов. Это придало обороне устойчивость, обеспечило скрытный маневр силами и средствами по фронту и из глубины и позволяло быстро сосредоточивать войска на различных направлениях при возникновении угрозы нападения. Все это резко снизило потери войск от артиллерийского и минометного огня противника. Такая оборона позволила переключить часть огня противника с города на внешнюю укрепительную линию, что, в свою очередь, сохранило жизни многим ленинградцам и спасло большое количество памятников архитектуры города.
Но и оборонительные сооружения в самом городе не остались без внимания нового командующего. Город был разделен на семь частей – семь боевых секторов обороны. В каждом секторе был назначен командир, который отвечал за подготовку городских кварталов к обороне против пехоты, танков, авиации и флота противника. При этом командующий фронтом делал все для того, чтобы силы внутренней обороны при необходимости были способны самостоятельно отразить наступление вражеских войск. В связи с этим все сектора были оснащены оружием и боевой техникой.
Леонид Александрович Говоров, являясь профессиональным артиллеристом, был мастером огневого поражения противника, организации боевого применения крупных масс артиллерии для решения самых разнообразных задач. Именно артиллерия, сорвав штурм города, вынудила противника перейти к позиционной обороне. Затем она успешно противостояла дальнобойным вражеским батареям, державшим на прицеле город. Действия артиллерии имели первостепенное значение и тогда, когда перешедшим в наступление советским войскам пришлось взламывать железобетонные укрепления, глубоко эшелонированные оборонительные полосы, которыми враг опоясал Ленинград.