Kurz vor Beginn des Krieges gegen Frankreich wurde Leonhardi 1870 mit der Führung der 3. Infanterie-Brigade beauftragt und unter Beförderung zum Generalmajor zum Kommandeur dieses Großverbandes ernannt. Er zeichnete sich besonders in der Schlacht bei St. Privat aus, in der er am Ellenbogengelenk schwer verwundet wurde. Nach seiner Gesundung kehrte Leonhardi im März 1871 zu seiner Brigade zurück, die er bis zum 11. April 1873 befehligte. Anschließend wurde er zum Kommandanten der Festung Königstein ernannt und am 9. September 1876 zum Generalleutnant befördert. Leonhardi wurde am 16. Februar 1884 von seiner Stellung entbunden und ihm am 22. Februar 1884 mit der gesetzlichen Pension und der Erlaubnis zum Tragen der Generalsuniform der Abschied bewilligt. Anlässlich seiner Verabschiedung verlieh ihm König Albert das Großkreuz des Albrechts-Ordens.