Herodot beskriver Leonidas' avstamning tyve generasjoner bakover til den mytiske heroen Herkules. Leonidas’ far Anaxandridas 2. var sønn av kong Leon, som Leonidas var oppkalt etter. Leon (= løve) var et vanlig guttenavn i Sparta; men vi vet bare om to spartanere som het Leonidas. Begge var konger fra kongehuset agiadene, og den mest kjente er Leonidas 1. Han hadde en uvanlig bakgrunn som sønn av sin fars første kone - men først at kone nr 2 hadde fått en sønn, Kleomenes. Bigami var ikke etter loven i Sparta, men det hindret ikke Kleomenes i å overta tronen etter sin fars død. Først etter at Kleomenes var født, fikk kong Anaxandridas' første kone barn: De tre sønnene Dorieus, Leonidas og Kleombrotus. Leonidas' fødselsår er ikke kjent, men hvis han ble født så tidlig som i 540 f.Kr., skulle han etter spartanske normer giftet seg senest i 510 f.Kr. Enten var han fraskilt eller enkemann etter et i dag ukjent ekteskap da han giftet seg med halvbrorens datter - eller han har utsatt å gifte seg til niesen nådde giftealder.