Фамилия Леоньева — яркий пример того, как церковное имя, пройдя через бытовое произношение, закрепилось в русской ономастике. В основе лежит мужское крестильное имя Леонтий, которое, в свою очередь, восходит к греческому «леонтиос» — «львиный». Однако в народной речи имя нередко звучало как Леоней или Леонья — так было проще и привычнее для русского уха. От этой обиходной формы и пошла фамилия Леоньев (а у женщин — Леоньева).

Суффикс -ев указывает на типичную модель образования русских фамилий: «чей сын?» — Леоньев, то есть потомок человека по имени Леоней. Если бы фамилия образовалась от полной формы Леонтий, мы бы получили Леонтьев, и это совершенно другая, хоть и однокоренная, фамилия. Леоньева — более редкий вариант, что говорит о её локальном бытовании: чаще всего такие формы встречались в северных и центральных губерниях России, где диалектное произношение было особенно сильным.

С точки зрения социального состава, Леоньевы вряд ли принадлежали к высшей аристократии. Скорее всего, это были крестьяне, мещане или духовенство. В среде священников имя Леонтий было распространено из-за почитания святых мучеников, и фамилия могла возникнуть в семинарской среде, но с усечением до народного варианта.

Спорных версий происхождения у этой фамилии практически нет. Корень прозрачен, альтернативные трактовки (например, от прозвища Леон, связанного с животным) маловероятны, так как в русской традиции прозвища от «льва» почти всегда шли через книжное имя, а не через зоологическую лексику. Так что Леоньева — это фамилия-отчество, и её носитель может с высокой долей уверенности считать своим предком человека, которого в быту звали Леоней.