Die erste urkundliche Erwähnung der Kirche St. Leonhard als Filialkirche von Rasch datiert auf das Jahr 1308. Altdorf gelangte 1393 samt Umland (und damit auch Leinburg) in den Besitz von Kurfürst Ruprecht II. von der Pfalz. Dieser richtete in Leinburg eine eigene Pfarrei ein und die Kirche wurde entsprechend aufgewertet. Noch im 14. Jahrhundert wurde St. Leonhard als Wehrkirche ausgebaut. Im 16. Jahrhundert folgte eine Erweiterung des Turms. 1525 führten die Nürnberger die lutherische Konfession in ihrer Stadt und den zugehörigen Pflegämtern ein. Im Zweiten Markgrafenkrieg und im Dreißigjährigen Krieg wurde das Bauwerk schwer beschädigt. Im Zweiten Weltkrieg kam es 1944 (nach anderen Quellen 1945) zu einem Luftangriff auf Leinburg, bei dem das Kirchengebäude von Brandbomben getroffen wurde und – abgesehen vom Turm – nahezu vollständig ausbrannte. Unter Verwendung des intakten Mauerwerks konnte die Kirche bis 1954 wiederhergestellt werden; die Wehrmauer wurde ebenfalls restauriert.