Фамилия Леоновец образована от имени, в основе которого лежит латинское слово «leo» — «лев». Но это не единственный путь. Имя Леон в святцах встречалось редко и со временем почти вышло из употребления, однако в народной традиции оно смешалось с краткими формами от более распространённых канонических имён — Леонтий (тоже «львиный») и Леонид («подобный льву»). Поэтому носитель фамилии Леоновец мог быть потомком любого из этих людей, чьё обиходное имя звучало как Леон.

Модель образования здесь необычна. Суффикс -овец (в отличие от привычного -ов или -ин) указывает на принадлежность к определённой местности или группе людей. В русской ономастике фамилии на -овец нередко означали «выходец из семьи такого-то» или «житель села, названного по имени». Иными словами, Леоновец — это не просто «сын Леона», а скорее «человек из рода Леоновых» или «пришелец из поселения, основанного Леоном». Такая форма встречается реже, чем простые патронимы, и может указывать на западнорусское или украинское происхождение фамилии.

Самым известным однофамильцем, хоть и с другой огласовкой, является актёр Евгений Леонов. Его фамилия образована по той же основе, но с более распространённым суффиксом -ов. Это лишний раз подчёркивает, что Леоновец — вариант того же корня, но с другим оттенком: не просто «чей-то сын», а «выходец из семьи Леоновых». Встречается фамилия преимущественно в западных областях России, а также в Беларуси и на Украине, где суффикс -ец в фамилиях более типичен.