Родился  в Петербурге в дворянской семье. Первоначальное образование получил в английском, затем во французском пансионах. В 1829 определен в горный кадетский корпус, однако в 1834, оставив корпус, определился юнкером на Балтийский флот, где получил звание лейтенанта.

В 1838 поступил в число студентов Санкт-Петербургской Духовной Академии. В 1840, после кончины отца и по предложению митрополита Московского Филарета перешел в МДА. 24-й магистр XIII курса (1838-1842).

Преподавал в Вифанской семинарии.

В 1845 пострижен в монашество, а на Покров митрополитом Филаретом рукоположен во иеромонаха.

С 1848 бакалавр Московской академии. На следующий год назначен ректором Вифанской семинарии, затем с 1853, уже в сане архимандрита, ректор Московской семинарии.

В 1859 хиротонисан во епископа Дмитровского, викария Московской епархии.

В 1876 возведен в сан архиепископа Ярославского и Ростовского.

Погребен в Ярославском кафедральном соборе на южной стороне, вблизи гробницы свв. Василия и Константина.

Архиепископ Леонид любил монашество и покровительствовал ему. По собственным его словам, благо и мир, и спасение души каждого из братии были для него дороже всего на свете (см.: Савва (Тихомиров), архиепископ. Воспоминания о Высокопреосвященном Леониде, архиепископе Ярославском и Ростовском. Харьков, 1877).