Из дворян. На военную службу принят из камер-пажей 10 февраля 1799 поручиком в л.-гв. Преображенский полк. В 1805 в Аустерлицкой битве был ранен в щеку пулей и заслужил за личную храбрость золотое оружие. Участвовал в кампании против французов 1807 г. и в декабре был произведён в полковники. В 1809 г. переведён в л-гв. Конный полк.
В начале 1812 г. л.-гв. Конный полк, в котором служил Леонтьев, в составе гвардейской кирасирской бригады 1-й кирасирской дивизии входил в 5-й резервный (гвардейский) корпус 1-й Западной армии. За отличие в Бородинской битве был 21 ноября 1812 награждён орденом Св. Георгия 4-го кл.
С сентября командовал несколькими, сменяя один за другим, кирасирскими полками. 29 декабря 1812 произведён в генерал-майоры и назначен шефом Глуховского кирасирского полка. В 1813 г. участвовал в делах под Люценом, Бауценом, Дрезденом, Кульмом, где был ранен пулей в правую ногу.
В 1814 г. сражался под Бриенном, Бар-сюр-Обом, Арсисом, Фер-Шампенуазом и при взятии Парижа. 6 октября 1817 назначен командиром 2-й бригады 3-й кирасирской дивизии. С 1819 г. исполнял обязанности, а 15 февраля 1823 назначен начальником 2-й гусарской дивизии.
Скоропостижно скончался во время проведения манёвров в Пензе и погребён на кладбище Пензенского Спасо-Преображенского мужского монастыря.