Leontjeva ble olympisk mester i volleyball under OL i 1968 i Mexico by. Hun var med på det sovjetiske laget som vant volleyballturneringen for damer foran Japan og Polen. Åtte lag deltok, det ble spilt en enkeltserie og alle lagene møttes én gang. Sovjetunionen vant alle sju kampene. Leontjeva spilte sju kamper i OL-turneringen.