У 1887 році хлопець вступає до Немирівської гімназії. Через рік, не маючи коштів на навчання, батько переводить його до Шаргородського початкового духовного училища, де вихованці мали повний пансіон. Там він легко опановує нотний спів і вільно читає складні партії в церковних хорових творах. З 1892 року Леонтович вивчав теорію музики, хоровий спів, опановував скрипку, фортепіано, деякі духові інструменти у Подільській духовній семінарії. Потім почав обробляти записані у селі Білоусівці Брацлавського повіту народні мелодії, маючи за взірець популярні на той час обробки Миколи Лисенка. Під час навчання нерідко керував хором семінаристів, у виконанні якого вперше прозвучали його обробки пісень "Гандзя", "Ой чия ж то причина, що я бідна дівчина". У 1898 році Леонтович закінчує духовну семінарію і, працюючи вчителем у сільських школах, водночас удосконалює свою музичну освіту та організовує самодіяльний симфонічний оркестр. Вже в 1901 році видає перший збірник пісень з Поділля, а через два роки – другий, з посвятою Лисенкові. Під час літніх канікул Леонтович складає при Петербурзькій придворній капелі іспити на звання регента хору і з осені 1904 року працює викладачем співу та музики у залізничній школі на Донбасі, на станції Гришине. Бере участь у революційних подіях 1905 року виступаючи на мітингах проти російського самодержавства з хором робітників, який сам організував. Така діяльність привернула до Леонтовича увагу поліції, тому він повернутися на Поділля, у місто Тульчин і став викладачем музики та співу у Тульчинському єпархіальному жіночому училищі для дочок сільських священиків. З 1909 року Леонтович навчається під керівництвом відомого теоретика музики Б. Яворського, до якого їздить у Москву та Київ. За час цього навчання створює хорові обробки "Щедрика", "Піють півні", "Мала мати одну дочку", "Дударик", "Ой зійшла зоря" та інших народних пісень.
Із встановленням Української Народної Республіки Леонтович переїздить до Києва, де розвиває активну діяльність як диригент і композитор. Його твори включають до свого репертуару професійні та самодіяльні колективи України. Великий успіх мала "Легенда" Миколи Вороного в обробці Леонтовича. При більшовицькій владі композитор деякий час працює у музичному комітеті при Народному комісаріаті освіти, організовує кілька хорових гуртків, викладає у Музично-драматичному інституті ім. М. Лисенка, потім – у Народній консерваторії та на курсах дошкільного виховання. Із захопленням Києва денікінцями почались переслідування української інтелігенції, тож Леонтовичу загрожував арешт і він змушений був утікати до Тульчина. Засновує першу в Тульчині музичну школу, працює над першим великим симфонічним твором — оперою «На русалчин Великдень» за однойменною казкою Бориса Грінченка. 23 січня 1921 р. композитор гостював у свого батька в селі Марківка Гайсинського повіту, де був убитий агентом ВЧК Афанасієм Грищенком. Вбивця напросився переночувати, назвавшись чекістом, що проводить по селах боротьбу з бандитизмом. Вранці він застрелив Миколу Леонтовича, пограбував будинок і втік. Коли рознеслася по окрузі звістка про загибель від рук чекіста сина місцевого священника — композитора Миколи Леонтовича, владі аби стримати хвилю гніву, довелося видумати версію про вбивство через сварку на побутовому ґрунті з заїжджим петлюрівцем. Тільки з розпадом СРСР були оприлюднені факти зумисного вбивства органами ВЧК талановитого українського композитора Миколи Леонтовича. Основу музичної спадщини Леонтовича становлять хорові мініатюри — обробки українських народних пісень, які й донині є неперевершеними і їх виконують всі українські хори в Україні й діаспорі. Найвищим досягненням композитора є «Щедрик», в якому досягнуто максимальної ритмічної організації та органічно поєднано прийоми народного багатоголосся з класичною поліфонією. При виконанні «Щедрика» кожен голос відіграє цілком самостійну виражальну роль, відтворюючи найтонші зміни настрою в пісні, подаючи кожен художній образ у граничному завершенні.
