Leonida Georgijevna, po matce poloviční Polka, pocházela po otci z gruzínské královské rodiny Bagration-Muhranski a narodila se v roce 1914 v Tiflisu (dnes gruzínské Tbilisi). Je matkou velkokněžny Mariji Vladimirovny, současné hlavy ruské carské rodiny.
Krátce po bolševické revoluci v sedmnáctém roce minulého století odjela rodina velkokněžny Leonidy do Německa, brzy se však navzdory represím vrátila do vlasti, kde žila až do roku 1931. Tehdy se odstěhovala do západní Evropy.
O sedmnáct let později se Leonida Georgijevna provdala za Vladimira Kirilloviče Romanova, syna Kirilla Vladimiroviče, který byl bratrancem cara Mikuláše II. Po revoluci a vyvraždění carské rodiny, k němuž došlo v roce 1918 v Jekatěrinburku, se v roce 1924 Kirill Vladimirovič v exilu vyhlásil ruským carem Kirillem I.
Někteří ruští monarchisté proto označovali velkokněžnu Leonidu za vdovu po následníkovi ruského trůnu. Jiní naopak následnický vztah zpochybňovali tím, že manželský svazek ruské dvojice je nerovnoprávný.
Po rozpadu SSSR velkokněžna navštívila několikrát Moskvu a obdržela několik ruských řádů. Zesnulá bude pohřbena po boku svého manžela v carské hrobce v Petropavlovské pevnosti v Petrohradu.
