Обучался в Нежинской гимназии и бывшем лицее князя Безбородко, по окончании которого поступил на юридический факультет Киевского университета св. Владимира, окончил который в 1860 с золотою медалью. В том же году определен преподавателем уголовных законов в Киевский университет, а в следующем году перемещен в Ришельевский лицей на должность адъюнкта по кафедре государственного права и истории русского права, где состоял до 1863, после чего был определен приват-доцентом по кафедре истории русского права в Киевский университет, где читал уголовное судопроизводство. Ученик Н.Д. Иванишева. В 1864 получил ученую степень магистра государственного права за «Историческое исследование о правах литовско-русских евреев» (Киев, 1863). В 1865 определен в Новороссийский университет доцентом по кафедре истории русского права. В 1868 получил ученую степень доктора государственного права за диссертацию «Древнее хорвато-далматское законодательство» (Одесса, 1868) и в том же году произведен в должность экстраординарного и затем ординарного профессора Новороссийского университета по кафедре истории русского права.
В 1869 избран ректором Новороссийского университета, в каковой должности состоял два срока (до 1877).
В 1879 избран деканом юридического факультета, а в 1881 — проректором Новороссийского университета, потом занимал кафедру в Варшавском университете до 1903.
Действительный статский советник. Награжден орденами: св. Анны 2 степени с Императорскою короною и св. Владимира 3 степени. Состоял действительным членом Сербского ученого общества в Белграде и Общества истории и древностей в Одессе.
В двух статьях, напечатанных в «Журнале Министерства Народного Просвещения», 1867, № 4, и 1874, № 6 и 7, Леонтович выступил с теорией задружно-общинного характера политического быта древней Руси и, между прочим, доказывал, что под вервью Русской Правды должно разуметь семейную общину. Большая часть работ Леонтовича посвящена древнему славянскому и в особенности литовско-русскому праву; в этой последней области он занимает видное место. Менее удачны его опыты объяснения татарских влияний на строй и право Московского государства; в ученой критике они встретили серьёзный отпор. Два сделанные им опыта обработки истории русского права в самом начале приостановились. Изданная им библиография по истории русского права весьма полезна.
Леонтович подготовил к печати свыше 750 актов 1413—1507 гг., извлеченных им из литовской метрики. Список его трудов в «Записках Общества Истории, Филологии и Права при Варшавском университете» (выпуск IV, 1908). — Ср. некролог его в ст. Ф. В. Тарановского («Юридические Записки», 1911, № 1).