В 1869 году был избран ректором Новороссийского университета. В этой должности состоял два срока — 1869—1872, 1872—1877. В 1879 году был избран деканом юридического факультета Новороссийского университета, а в 1881 году — проректором Новороссийского университета.
В 1892—1902 годах работал в Варшавском университете. Несколько раз Ф. И. Леонтович замещал декана, редактировал «Варшавские университетские известия», был членом университетского суда. Однако прежде всего он занимался научной деятельностью.
В 1902 году подал рапорт об отставке. Последние годы ученого прошли в постоянной научной работе.
Умер 21 декабря 1910 (3 января1911) года в Кисловодске, где и был похоронен.
Научная работа
В двух статьях, напечатанных в «Журнале Министерства Народного Просвещения», 1867, № 4, и 1874, № 6 и 7, Леонтович выступил с теорией задружно-общинного характера политического быта древней Руси и, между прочим, доказывал, что под вервью Русской Правды должно разуметь семейную общину. Большая часть фундаментальных работ Леонтовича посвящена древнему славянскому и в особенности литовско-русскому праву. В последней области он занимает видное место. Менее удачны его опыты объяснения татарских влияний на строй и право Московского государства, в учёной критике они встретили серьёзный отпор. Два сделанные им опыта обработки истории русского права в самом начале приостановились. Изданная им библиография по истории русского права весьма полезна.
В 1864 году получил ученую степень магистра государственного права за «Историческое исследование о правах литовско-русских евреев» (Киев, 1863). Он получил учёную степень доктора государственного права за диссертацию «Древнее хорвато-далматское законодательство» (Одесса, 1868). Награждён орденами: св. Анны 2-й степени с Императорской короной и св. Владимира 3-й степени. Состоял действительным членом Сербского учёного общества в Белграде и Общества истории и древностей в Одессе.
Профессор Леонтович — признанный специалист в области истории государственных учреждений и права Великого княжества Литовского. Он извлёк, систематизировал и подготовил к печати свыше 750 актов литовской метрики 1413—1507 годов из варшавских архивов. Общее количество его научных трудов достигает 80.
Русская правда и Литовский статут в видах настоятельной необходимости включить литовское законодательство в круг истории русского права / [Прив.-доц. Леонтович]. — [Киев, 1865]. — 92 с.
Древнее хорвато-далматинское законодательство/ Ф. И. Леонтович. — Одесса, 1868.- 155 с.
К истории права русских инородцев. Древний монголо-калмыцкий или ойратский устав взысканий (Цааджин-Бичик) / Ф. И. Леонтович. — Одесса : Тип. Ульриха, 1871. — 282 с.
Задружно-общинный характер политического быта Древней Руси / Ф. И. Леонтович // Журнал министерства народного просвещения. — 1874. — № 6 (июнь). — Отд. 2. — С. 201—2024 ; № 7 (июль). — Отд. 2. — С. 120—151 ; № 8 (август). — Отд. 2. — С. 194—233.
К истории права Русских инородцев. Древний монголо-калмыцкий или ойратский устав взысканий. (Цаадекин-Бичик) / Ф. И. Леонтович. — Одесса, 1879. — 282 с.
Источники русско-литовского права. Общий обзор источников / Ф. И. Леонтович. — Варшава, 1894. — 71 с.
Национальный вопрос в Древней Руси / Ф. И. Леонтович. — Варшава, 1895. — 65 с.
Сословный тип территориально-административного состава Литовского государства и его причины / [Ф. И. Леонтович]. — Санкт-Петербург : тип. В. С. Балашева и К°, 1895. — [2], 56 с.
Крестьянский двор в Литовско-русском государстве / [Соч.] Проф. Ф. И. Леонтовича. Вып. 1-3. — Санкт-Петербург : тип. В. С. Балашева и К°, 1897—1898. — 3 т.
История русского права. Вып. 1 / Ф. И. Леонтович. — Варшава : Тип. Учеб. округа, 1902. — IV,597, LXVIII с.
Разбор сочинения М. К. Любавского: Литовско-русский сейм. Опыт по истории учреждения в связи с внутр. строем и внешней жизнью государства : Рец. проф. Ф. И. Леонтовича. — Санкт-Петербург : тип. Имп. Акад. наук, 1904. — 37 с.
Федір Іванович Леонтович (1833—1910) : біобібліографічний покажчик / упоряд.: О. Є. Музичко ; Одес. нац. ун-т ім. І. І. Мечникова. — О., 2005. — 149 c.
Заруба В. М. Огляд історії вивчення українського права / В. М. Заруба // Науковий вісник Дніпропетровського державного університету внутрішніх справ. — 2010. —№ 3. — С. 61 — 69.
Бондарук Т. І. Леонтович Федір Іванович / Т. І. Бондарук, Г. Г. Єфіменко // Енциклопедія історії України. — Київ : Наукова думка, 2009. — Т. 6. — С. 120—121.
Гетьман А. Н. Вклад Ф. И. Леонтовича в разработку методологических проблем историко-юридических исследований / А. Н. Гетьман // Митна справа. — 2004. — № 6. — С. 53-57.
Музичко О. Є. Історик Ф. І. Леонтович : життя та наукова діяльність : дис. канд. іст. наук : 07.00.06 / О. Є. Музичко ; Дніпропетр. нац. ун-т. — Дніпропетровськ, 2003.
Музичко О. Є. Внесок Ф. І. Леонтовича у розробку теоретичних проблем історичної науки / О. Є. Музичко // Записки історичного факультету ОНУ ім. І. І. Мечникова. — Одеса, 2003. — Вип. 14. — С. 248—261.
Бондарук Т. І. Західноруське право : дослідження і дослідники / Т. І. Бондарук. — Київ : Ін-т держави і права ім. В. М. Корецького НАН України. — 2000. — 160 с.
Бондарук Т. І. Основоположники Київської історико-юридичної школи М. Ф. Владимирський-Буданов і Ф. І. Леонтович / Т. І. Боднарук. — Київ, 1995. — 25 с.
Есипов В. В. Ф. И. Леонтович / В. В. Есипов // Варшавские университетские известия. — 1914. — № 2. — С. 35-37.
Тарановский Ф. В. Ф. И. Леонтович: Библиографический и научно-литературный очерк / Ф. В. Тарановский // Юридические записки, издаваемые Демидовским юридическим лицеем. — Ярославль, 1911. — Вып. 1. — С. 139—153.
Богишич В. По поводу статьи г. Леонтовича: Заметки о разработке обычного права / В. Богишич. — СПб. : Тип. Бакашева, 1880. — 43 с.
Биографический словарь профессоров и преподавателей Императорского Университета Св. Владимира, 1834—1884 / Сост. под ред. В. С. Иконникова. — Киев : Тип. Императорского Университета Св. Владимира, 1884.
Записки Общества истории, филологии и права при Варшавском университете / ред – В. А. Францев. Вып. 4 посвящен первому председателю Общества Ф. И. Леонтовичу по случаю 45-летия его ученой деятельности (1863—1908). — Варшава, 1909.