Nació en Cartagena, hacia el año 540. Pertenecía a una familia de santos: sus hermanos Isidoro (que le sucedería como Obispo de Sevilla), Fulgencio (Obispo de Écija) y Florentina, le acompañan en el santoral.

Elegido Obispo de Sevilla, creó una escuela, en la que se enseñaban no sólo las ciencias sagradas, sino también todas las artes conocidas en aquel tiempo. Entre los alumnos, se encontraban Hermenegildo y Recaredo, hijos del rey visigodo Leovigildo. Allí comenzó el proceso de conversión de Hermenegildo, que lo llevaría a abandonar el arrianismo y a abrazar la fe católica. Y, también, el enfrentamiento con su padre, que desembocaría en una guerra. A consecuencia de esta guerra, a Leandro le tocó ir al destierro.

Cuando mejoró la situación, pudo volver a Sevilla. Hermenegildo había sido ajusticiado por orden de su padre. Pero este, en los últimos años de su vida, influenciado, sin duda, por el testimonio del hijo mártir, aconsejó bien a su otro hijo, Recaredo, que le sucedería en el trono. El nuevo rey, aconsejado por Leandro, convocó el Concilio III de Toledo, en el que rechazó la herejía arriana y abrazó la fe católica.