Cоветский физик-теоретик, академик (с 1946 г.). Родился в Москве. Окончил Московский университет (1923 г.). В 1929-1934 гг. работал в Физическом институте Московского университета, в 1934-1941 гг. и 1946-1952 гг.-в Физическом институте АН СССР, одновременно в 1934-1945 гг. и 1955-1971 гг.-профессор Московского университета. С 1951 г. Леонтович работает в институте атомной энергии им. И. В. Курчатова.

Научные работы посвящены электродинамике, физической оптике, статистической физике; термодинамике, квантовой механике, теории колебаний, акустике, радиофизике, физике плазмы и проблеме управляемого термоядерного синтеза. Совместно с Л. И. Мандельштамом обнаружил явление подбарьерного перехода в квантовой механике, в 1929 г. принимал участие в создании полной классической теории комбинационного рассеяния света в кристаллах. В 1937 г. вместе с Мандельштамом предложил общий метод рассмотрения явлений диссипации в системах с конечным временем релаксации, получивший широкое применение в физике твердого тела и газодинамике.

Чрезвычайно плодотворным при исследовании широкого круга задач электродинамики являются его «граничные условия» для электромагнитного поля на поверхности тел с большой комплексной диэлектрической проницаемостью. Леонтович предложил и разработал основополагающий метод решения граничных задач электродинамики и теории распространения радиоволн - метод параболического уравнения, получивший всеобщее признание и стимулировавший прогресс многих направлений математической физики. Совместно с В. А. Фоком в 1946 г. исследовал распространение радиоволн вдоль поверхности Земли и много сделал для создания основ теории тонких проволочных антенн. Вместе с С. М. Рытовым установил взаимосвязь между корреляцией флуктуаций тока в среде и ее проводимостью.

В 1951 г. Леонтович возглавил теоретические исследования по физике плазмы и проблеме управляемого термоядерного синтеза в нашей стране, являясь инициатором и активным участником большинства работ в этой области. Создал теорию инерционного сжатия плазмы с током, лежащую в основе импульсных процессов, а его идеи об уравновешивании тороидального растяжения плазмы с током при помощи проводящего кожуха и о стабилизации плазменного витка сильным магнитным полем лежат в основе системы «Токамак».

В 1958 г. Леонтович и другие ученые за исследования мощных им: пульсных разрядов в газе для получения высокотемпературной плазмы был удостоен Ленинской премии.

Руководитель научных школ по радиофизике и физике плазмы. Герой Социалистического Труда (1969 г.).