În 1537 a venit în Mănăstirea Dionisiou, unde s-a nevoit mai presus de fire vreme de 68 de ani, fără să iasă vreodată din mănăstire. S-a nevoit într-o mică peșteră, ce-i servea de chilie, aflată lângă rezervorul de apă al mănăstirii. Plin de harul Duhului Sfânt, Cuviosul a dobândit harismele înainte vederii și străvederii. „Sfântul Leontie, plin fiind de aceste harisme dumnezeiești, vedea limpede gândurile și faptele celor ce veneau la el. Aceia, aflând de la sfântul cele ascunse ale inimii lor, înaintau în nevoință și mulți dintre aceștia s-au mântuit”.

Cuviosul Leontie și-a cunoscut dinainte sfârșitul și a adormit cu pace, după o scurtă boală, în ziua de 16 martie 1605. După îngroparea sa, în timpul mutării cinstitelor sale moaște, „au văzut frații, cu ochii lor, întreg acel trup izvorând mir sfânt”. Pentru aceasta a fost numit Izvorâtorul de mir.

Biograful său, care a scris viața Cuviosului la puțină vreme după adormirea acestuia, este necunoscut. Viața sa se păstrează într-un manuscris al mănăstirii Dionisiou, fiind vorba despre o prelucrare a manuscrisului original.

Ziua de prăznuire a Cuviosului Leontie Dionisiatul este 18 iunie.