Михаил Александрович Леонтович родился (22 февраля) 7 марта 1903 года в Петербурге. В 1913 году семья его переехала в Москву, где Михаил поступил в первый класс гимназии. С 12-13 лет у Леонтовича появился интерес к естественным наукам — геологии, химии. Высшую математику он начал изучать ещё в гимназии.
В 1923 году Михаил окончил МГУ, здесь же в дальнейшем на протяжении всей жизни занимался научными исследованиями. Его работы посвящены электродинамике, физической оптике, статистической физике, термодинамике, квантовой механике, теории колебаний, акустике, радиофизике, физике плазмы и проблеме управляемого термоядерного синтеза.
Совместно с Л.И. Мантельштамом в 1929 году построил теорию туннельного эффекта, принимал участие в создании полной классической теории комбинационного рассеяния света в кристаллах. В 1937 году вместе с Мандельштамом предложил общий метод рассмотрения явлений диссипации в системах с конечным временем релаксации, получившей широкое применение в физике твердого тела и газодинамике.
Чрезвычайно плодотворными при исследовании широкого круга задач электродинамики являются предложенные Леонтовичем «граничные условия» для электромагнитного поля на поверхности тел с большой комплексной диэлектрической проницаемостью.
Он разработал метод решения граничных задач электродинамики и теории распространения радиоволн – так называемый метод параболического уравнения, получивший всеобщее признание и стимулировавший прогресс многих направлений математической физики. Вместе с С.М. Рытовым установил взаимосвязь между корреляцией флуктуаций тока в среде и ее проводимостью.
В 1951 году возглавил теоретические исследования по физике плазмы и проблеме управляемого термоядерного синтеза, являясь инициатором и активным участником большинства работ в этой области в СССР. Ему принадлежит здесь ряд фундаментальных физических идей, в частности - по основам теории перспективного термоядерного реактора – токомака.
Его идеи об уравновешивании тороидального растяжения плазмы с током при помощи проводящего кожуха и о стабилизации плазменного витка сильным магнитным полем лежат в основе системы «Токомак». В 1958 году за исследования мощных импульсных разрядов в газе для получения высокотемпературной плазмы удостоен Ленинской премии.
Скончался ученый Михаил Александрович Леонтович 30 марта 1981 года в Москве, оставив богатое научное наследие.