O segundo cabeça de série norte-americano completou o conjunto de presenças em todos os quartos de final de Masters 1000, com a última peça do puzzle a encaixar no Canadá.
A maratona noturna durou 39 jogos sem uma quebra de serviço, com 15 pontos de break desperdiçados.
Fritz fez dois ases no desempate do último set a caminho de uma vitória apertada, avançando para os quartos de final quando Lehecka mandou a bola para fora.
"Chegar a todos os quartos do Masters é muito fixe", disse Fritz. "Mostra consistência".
"Hoje tive de aceitar que algumas partes do meu jogo simplesmente não estavam lá. Fui salvo por muitos primeiros serviços, mas estava a cometer demasiados erros".
O compatriota americano Ben Shelton teve uma segunda oportunidade depois de Flavio Cobillo não ter conseguido fechar o encontro ao serviço, com o quarto cabeça de série a garantir finalmente uma vitória algo controversa por 6-4, 4-6, 7-6 (7/1).
Os dois jogadores trocaram palavras após o encontro, que Shelton caracterizou como nada de grave.
"(No desempate) ele fez um gesto (disse) que não era dirigido a mim, por isso estamos bem", disse Shelton.
O vencedor, que agora joga com Alex de Minaur, alcançou a sua 100.ª vitória a nível ATP ao fim de quase duas horas e meia, disparando um ás no seu segundo match point para garantir um lugar nos quartos de final por um terceiro torneio consecutivo, depois de Wimbledon e Washington.
"Foi um jogo difícil, estava em desvantagem e com um break atrás no terceiro set. Mas dei a mim próprio uma segunda oportunidade. Foi uma verdadeira batalha - não foi fácil", disse Shelton.
"Não estava a acertar muito bem nos meus pontos de serviço. Eu faria as coisas de forma diferente. Mas conseguir vencer no final mostra a minha resistência mental e o meu espírito de luta".
De Minaur ampliou a sua sequência de vitórias ATP para sete partidas ao bater Frances Tiafoe por 6-2, 4-6, 6-4,.
O australiano conquistou o título de Washington no domingo, antes de mergulhar no caótico calendário de Toronto, onde os jogos começaram no fim de semana e se prolongam até quinta-feira.
De Minaur juntou a sua voz ao coro crescente de queixas dos jogadores sobre o novo calendário de 12 dias do Masters, que terá início em Cincinnati esta semana, antes de o Canadá completar a sua final pouco ortodoxa na quinta-feira à noite.
"Orgulhoso do esforço"
O australiano disse que não foi ajudado por um walkover na terceira ronda - que lhe deu três dias seguidos de folga a meio do torneio.
"Não gostei de ter tanto tempo. O corpo está habituado a ir e ir (durante os torneios)", disse depois de derrotar Tiafoe em pouco menos de duas horas e meia. "Foi quase como se tivesse desligado, tive de me concentrar para o voltar a ligar. Tive de dizer a mim próprio que ainda estava a jogar um torneio - ainda estava a competir.
"Estou orgulhoso do esforço".
De Minaur já venceu Tiafoe em três dos quatro encontros. Beneficiou de quase 50 erros não forçados do americano e superou uma quebra de serviço no segundo set e no início do terceiro.
"Nunca ia ser fácil. Ele tem a capacidade de se ligar quando quer. Foi complicado afastá-lo", disse De Minaur, acrescentando que as condições quentes e ventosas tornaram tudo ainda mais complicado.
"Fiquei feliz por conseguir esta vitória", disse, depois de ter garantido o sétimo quarto de final da época.