Находится на Леонтьевском кладбище. Первоначально Леонтьевский приход в Ярославле располагался в Земляном городе, недалеко от Афанасьевского монастыря.

В 1635 году на месте старого деревянного храма сооружается новый каменный во имя святителя Леонтия, епископа и чудотворца Ростовского, с приделом Девяти Мучеников Кизических и колокольней над входом. Крупным вкладчиком нового храма был ростовский купец Василий Федотов Мальгин.

В 1778 году императрицей Екатериной II утверждается генеральный план новой регулярной застройки Ярославля, в значительной мере разрушающей старую, хаотичную и неправильную, стихийно складывавшуюся планировку центральной части города. В соответствии с новыми регулярным планом, участок, занимаемый храмами Леонтьевского прихода, отводился под строительство новых казенных каменных зданий, поэтому в 1783 году Леонтьевский приход решено было упразднить, а церковные здания разобрать и построить вновь на только что учрежденном городском кладбище по дороге на Углич.

В 1894 г при Леонтьевской церкви было открыта школа грамоты для детей из ближайших к кладбищу деревень и тогдашних западных окраин города. Кроме того, при церкви существовала общественная богадельня, двухэтажное здание которой было построено на добровольные пожертвования в 1846-1847 гг. и сохранилось до наших дней.

В 1931 г. Леонтьевская церковь была передана в пользование религиозной общине обновленческой ориентации. Однако ввиду ее немногочисленности (около 30 человек) община обновленцев была не в состоянии нести все необходимые расходы по содержанию церковного здания, и 7 декабря 1940 г. исполком Ярославского Горсовета упразднил Леонтьевскую религиозную общину. В 1991 г. Леонтьевский кладбищенский храм возвращен Русской Православной Церкви, в нем произведен ремонт.