В ходе боя его экипаж уничтожил тяжелый танк, пятнадцать зенитных и семь полевых противотанковых орудий. Этим он спас не один наш танк и не одну солдатскую жизнь. Но в ходе многочасового боя его танк два раза попадал под прицельный огонь пушек противника и загорался. Оба раза Леонид Бердичевский лично выходил из танка и, рискуя жизнью, организовывал тушение пожара. Все члены экипажа получили сильные ожоги, однако продолжали бой. Когда снаряд противника в третий раз поджег танк, Леонид, раненный осколками, приказал экипажу покинуть горящий танк, а сам, прикрывая отход своих танкистов, вел огонь из танковой пушки, пока не закончились снаряды. А затем он занял место механика-водителя и, направив горящий танк на зенитную пушку, уничтожил ее. От взрыва в танке подполковник Леонид Бердичевский героически погиб.
В этот день его похоронили в городе, за освобождение которого он отдал свою жизнь. А его самоотверженный подвиг не остался без внимания командования. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 марта 1945 года за мужество, отвагу и героизм, проявленные в борьбе с немецко-фашистскими захватчиками, гвардии подполковнику Бердичевскому Леониду Афанасьевичу присвоено звание Героя Советского Союза (посмертно).
Шесть месяцев длится Сталинградская битва. Немецкие войска летом 1942 года успешно наступали на юге СССР и вышли к Сталинграду на Волге. И замерли. Несмотря на серьезные потери, Красная армия стала насмерть и остановила немецкое наступление. Чего только не делали немцы, какие только резервы не вводили в сражение, но преодолеть оборону Красной армии так и не смогли. Более того, они увязли в оборонительных боях, и, воспользовавшись этим, Верховное командование Красной армии скрытно подтянуло резервы, сосредоточенные на флангах Сталинградского фронта, и разработало операцию по окружению вражеской группировки под Сталинградом и ее уничтожению. 17 ноября 1942 года частями Красной армии был нанесен первый удар, что в последующем привело к окружению 6-й немецкой армии под Сталинградом. Но немцы отчаянно сопротивлялись, поэтому была подготовлена вторая фаза операции под кодовым названием «Кольцо». 9 января 1943 года командующему 6-й армией генералу Ф. Паулюсу был передан ултьтиматум о сдаче, который тот отклонил, и 10 января ровно в 5.00 началось наступление Красной армии в целях окончательного уничтожения вражеской группировки.