Продолжая патрулирование в том же районе, в 22.25 (23.25) капитан Карелин на высоте 7000 м обнаружил в лучах прожекторов третий Б-29, которого атаковал сзади под ракурсом 2/4, ведя огонь с дистанции 400–300 м одной длинной очередью. В результате атаки Б-29 загорелся, резко теряя высоту, ушел в море и упал в 35 км от берега западнее Сокусен. Капитан Карелин наблюдал, как к месту падения самолета подходили катера противника и производили поиск.
Падение взорвавшегося и горящего самолета наблюдали также с КП иак.
Расход боеприпасов: НС-23-71 снаряд, Н-23-22 снаряда».
В ночь на 4 июля «в 22.46 (23.46) обнаружил самолет противника РБ-29 в лучах прожектора на высоте 7200 м, которого атаковал слева под ракурсом 4/4 с дистанции 300 м, сделав при этом одну короткую очередь, РБ-29 загорелся.
Ориентируясь по горящему РБ-29, летчик произвел еще две атаки сзади под ракурсом 0/4 с дистанции 200 м, сделав при этом еще две короткие очереди по правой стороне центроплана. РБ-29 на высоте 2600–1500 м начал разваливаться и упал в районе 2 км западнее Хакусен, где и взорвался. Экипаж в количестве 9 человек взят в плен.
Израсходовано снарядов: Н-37—16 шт., НР-23—60 шт».
В одном из последующих вылетов Карелин поднялся на перехват Б-29 по данным РЛС и был наведен так точно, что при сближении с самолетом противника чиркнул лафетом своего МиГ-15 возле кормовой пушки. Стрелок кормовой установки Б-29, не заметив противника, начал беспорядочно палить из пушек и тем самым обозначил себя. По его огню наш пилот определил, где находится самолет, и, зайдя в атаку, накрыл тяжелый бомбардировщик прицельной очередью. Заметим, что Б-29 нес на двигателях эффектные пламегасители и обнаружить его в воздухе в безлунную ночь было весьма затруднительно. Этот бой произошел 23 ноября 1952 года.
В ночь на 31 января 1953 года в районе столицы Северной Кореи Пхеньяна «. майор Карелин на фоне луны на высоте 7000 м заметил бомбардировщик противника. заняв исходное положение, атаковал Б-29 сзади справа. Сверху под ракурсом 2/4 с дистанции 500–400 метров. Результатов атаки не наблюдал, не теряя противника из вида, произвел вторую атаку слева, сзади под ракурсом 1/4 с дистанции 300–400 метров, огонь вел из всех пушек, в результате атаки самолет противника загорелся. При выполнении второй атаки майор Карелин был обстрелян с. Б-29, и дважды снаряды попали в кабину его самолета, повредив приборную доску. Майор Карелин, будучи подбитым, атаковал Б-29 в третий раз с дистанции 500 м под ракурсом 0/4, сделав при этом две длинные очереди. После выполнения 3-й атаки огонь с борта Б-29 прекратился, и майор Карелин наблюдал падение кусков от самолета и резкое снижение.
Преследуя горящий снижающийся бомбардировщик, майор Карелин произвел четвертую атаку на высоте 3000 м под ракурсом 1/4.
Из-за сильного повреждения своего самолета майор Карелин дальнейшее преследование прекратил. При подходе к аэродрому остановился двигатель. Карелин, проявив мужество и хладнокровие, на поврежденном самолете с неработающим двигателем произвел нормальную посадку на аэродром.
Самолет противника, атакованный майором Карелиным, упал в 70 км южнее Пхеньяна.
Расход снарядов: Н-37—40 шт., НС-23—140 шт.».
В приземлившемся самолете Карелина обнаружили 117 пробоин, только в кабине летчика их было 9 (!). К счастью, сам пилот не пострадал.
Это была последняя — 6-я — победа Карелина, а сбитый им бомбардировщик оказался последним «Суперфор-трессом», уничтоженным летчиками 64-го иак.
18 февраля 1953 года 351-й ночной истребительный авиационный полк убыл в полном составе в Советский Союз. За время боевой работы его летчики записали на свой счет около 15 сбитых вражеских самолетов. На личном счету А. М. Карелина числилось 6 побед, одержанных в 50 боевых вылетах.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 июля 1953 года за образцовое выполнение служебного долга заместителю командира истребительного авиационного полка майору Карелину Анатолию Михайловичу было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали Золотая Звезда (№ 10832).
Свои последние вылеты Анатолий Карелин совершил на самолете с бортовым номером 325, переданном в 351-й иап из 97-й авиационной дивизии ПВО. Самолет был полностью окрашен в светло-серый цвет, поверх которого на верхние и боковые поверхности нанесены темно-зеленые полосы, пятна и разводы.
Возвратившись на Родину, А. М. Карелин командовал авиационным истребительным полком, служил заместителем командира авиационной дивизии в Туркестанском военном округе. В 1957 году он окончил Военно-воздушную академию, а в 1964 году — Военную академию Генерального штаба. После окончания этой академии генерал-майор авиации А. М. Карелин командовал истребительной авиационной дивизией ПВО, дислоцированной на территории Белоруссии и в Эстонии. Летал до 1970 года. С 1970 года генерал-майор авиации А. М. Карелин — в запасе. Жил в Ленинграде.
Умер 3 января 1974 года. Похоронен в Санкт-Петербурге на Серафимовском кладбище.