В 1842 году был произведён в корнеты и поступил в лейб-гвардии Гродненский гусарский полк. Командированный в 1845 году на Кавказ, Леонов принял участие в делах с горцами и был награждён золотой саблей с надписью «За храбрость»; в 1860 году был произведён в полковники.