15 lutego 1944 objął dowództwo 152 Brygady Pancernej, na czele której od kwietnia 1944 walczył na Przesmyku Karelskim w składzie 21 Armii. W lipcu 1944 dowodzona przez niego brygada weszła w skład 2 Armii Uderzeniowej Frontu Leningradzkiego, brała udział w odbiciu przez ZSRR Tartu, Tallinna, Parnu i Haapsalu. A. Kowalewski podczas walk wykazywał się osobistą odwagą, pogardą dla niebezpieczeństwa i rzadko spotykaną intuicją, dzięki której podejmował właściwe decyzje w złożonych i skomplikowanych sytuacjachКовалевский Анатолий Николаевич - Герои страны. Po zakończeniu walk o Estonię jego brygada została włączona w skład 60 Armii 1 Frontu Ukraińskiego i od 17 stycznia 1945 brała udział w natarciu w kierunku na Kraków, a dwa dni później jako pierwsza wdarła się do północno-wschodniej części miasta. Wraz z brygadą odegrał dużą rolę w wyzwoleniu Krakowa. 27 stycznia 1945 brał udział w walkach o Bieruń, podczas których został śmiertelnie raniony przez niemieckiego snajpera. Został pochowany na Wzgórzu Sławy we Lwowie. Jego imieniem nazwano ulicę w Kingiseppie.