Leonhard war der Sohn von Ludwig Albrecht von Blumenthal (1774–1813) und dessen Ehefrau Friderike Charlotte Dorothea, geborene von Below (1783–1853). Sein Vater war Rittmeister im Brandenburgischen Dragoner-Regiment. Er erlag in Potsdam den bei der Schlacht bei Dennewitz zugezogenen Verletzungen. Der spätere preußische Generalmajor Karl von Blumenthal (1811–1903) war sein jüngerer Bruder.