Demonstranterna var också förargade över CY Leungs senaste kommentarer, där han hävdade att fattigare invånare inte borde ges alltför mycket politiskt inflytande.
Prodemokratiska demonstranter har varit på Hongkongs gator i tre veckor och paralyserat några viktiga vägar.
Aktivister och regeringstjänstemän höll tal för första gången på tisdagen.
Den första förhandlingsomgången visade dock inga tecken på att göra slut på dödläget.
Korrespondenterna säger att omkring 200 demonstranter marscherade till Leungs officiella residens, Regeringskansliet, på onsdag.
Många blev upprörda över Leungs kommentarer i en intervju i måndags, där han sade att fullständigt demokratiska val skulle leda till populistisk politik, eftersom fattigare invånare skulle ha en dominerande röst i politiken.
"Om det är helt en siffror spel och numerisk representation, då uppenbarligen skulle du prata med hälften av de människor i Hongkong som tjänar mindre än $1,800 (Â £1,110) i månaden," sade han.
Dessa häpnadsväckande uppriktiga kommentarer har inte gått bra ihop med många demonstranter, som ser det som ett bevis på att det politiska systemet är riggat för de rikas räkning, BBC:s Juliana Liu i Hong Kong-rapporter.
Det stämmer överens med berättelsen om staden som en plats där klyftan mellan rika och fattiga - vilket är en av de högsta i Asien - ökar, tillägger vår korrespondent.
I onsdags gjorde regeringen ett uttalande om att Leung var tvungen att "ta hänsyn till behoven hos alla sektorer med lika stor betydelse... i stället för bara behoven hos den största gemenskapen".
Det tillade att han fäste "stor vikt vid gräsrötternas levebröd".
De demokrativänliga demonstranterna är förargade över ett kinesiskt regeringsbeslut som sade att alla kandidater till Hongkongs presidentval 2017 måste prövas av en valberedning som domineras av pro-Beijing-grupper.
De har beskrivit detta som en "falsk demokrati".
Protesterna, kända som Occupy Central rörelsen, drog tiotusentals till gatorna på deras topp.
Antalet har minskat sedan dess, men hundratals stannade kvar i protestläger i distrikten Mong Kok, Amirty och Causeway Bay.
Lokala företag och invånare har kritiserat de störningar som orsakats av protesterna.
I onsdags var det korta käbbel när en grupp män försökte riva de barrikader som demonstranterna i Mong Kok hade satt upp och fick polisen att skilja på de två sidorna.
En undersökning har visat att den allmänna opinionen om Occupy Central är splittrad, med 38 % som stöd för protesterna, och 36 % som motsätter sig den lokala mediarapporten (på kinesiska).
I tisdags träffade regeringsföreträdare studentledare som representerade protesterna under två timmars TV-samtal.
Regeringens förhandlare sade att protesterarnas krav var omöjliga, medan studentaktivister anklagade regeringen för att vara "vague".
Hong Kongs chefssekreterare Carrie Lam berättade för eleverna att regeringen skulle skicka en rapport till kinesiska regeringstjänstemän som återspeglar demonstranternas åsikter, och inrätta en plattform för att underlätta dialogen om framtida konstitutionella förändringar.
Hon betonade dock att Hongkong inte kunde "besluta på egen hand om sin politiska utveckling" eftersom det var en särskild administrativ region i Kina.
Studentledarna hävdade under tiden att allmänheten borde kunna nominera kandidater till Hongkongs val, och att den valberedning som den kinesiska regeringen skisserade inte var tillräckligt representativ.
Studentledare Alex Chow sa efter mötet: "Regeringen måste komma på något sätt att lösa detta problem, men vad de erbjuder har inget praktiskt innehåll."
Demonstranterna för demokrati i Hongkong har marscherat till områdets ledares residens och kritiserat hans inställning till demokratiska reformer.