Le prince Georges est, officiellement, le dernier fils du duc Maximilien de Leuchtenberg (1817-1852) et de son épouse la grande-duchesse Marie Nikolaïevna de Russie (1819-1876). De nombreux historiens présentent toutefois Georges comme le fils illégitime du comte Grigori Stroganov (1824-1878), amant puis deuxième époux de la grande-duchesse Marie.
Devenu veuf, le prince Georges se remarie, le , à la princesse Anastasia de Monténégro (1867-1935), fille du roi Nicolas Ier de Monténégro (1841-1921) et de son épouse Milena Vukotitch (1847-1923). De cette seconde union, qui se termine par un divorce en 1906, naissent deux enfants :
Né en 1852, le prince Georges n'est certainement pas le fils biologique du duc Maximilien de Leuchtenberg. Au moment de sa conception, ses parents sont en effet en froid et la grande-duchesse Marie Nikolaïevna de Russie entretient, depuis 1845, une liaison avec le comte Grigori Stroganov, avec lequel elle finit par se remarier. Quoi qu'il en soit, Maximilien meurt quelques mois après la venue au monde de Georges, qui ne connaît jamais l'homme qui l'a reconnu comme son fils[2].
Thérèse meurt de la tuberculose en 1883 et Georges se remarie, en 1889, à la princesse Anastasia de Monténégro[3]. Mais cette union est malheureuse et le prince passe l’essentiel de son temps loin de sa seconde épouse, à Paris. Au grand soulagement de Georges, le couple finit par divorcer en 1906[5].