La città greca divenne colonia dei calcidesi nel 729 a.C. A seguito della guerra fra Leontinoi e la vicina Megara, che si contendevano il territorio, divenne Polemarco Panaitios ricordato quale primo tiranno della Sicilia. Insieme alle altre città della Sicilia orientale agli inizi del V sec. a.C. Leontinoi fu assoggettata da Ippocrate di Gela.
Il tiranno Ierone vi trasferì gli abitanti di Catania e Naxos nel 476 a.C. La città riconquistò l’indipendenza qualche anno dopo. Nel 433 a.C. fu stipulata un’alleanza con Atene, dove fu mandato quale ambasciatore il celebre oratore Gorgia da Leontinoi. Dopo la pace di Gela del 424 a.C.
Leontinoi divenne parte al territorio di Siracusa e quindi coinvolta nelle vicende militari della seconda spedizione ateniese in Sicilia. Il suo ruolo baricentrico nello scacchiere geopolitico della Sicilia orientale fu il motivo del suo ripopolamento alla fine del V sec. a.C. con cittadini provenienti da Akragas, Gela e Kamarina.
Nel 405 a.C. il tiranno Dionigi fortificò la città e vi immagazzinò i cereali provenienti dal suo ricco territorio, insediandovi diverse migliaia di militari. Fu inclusa nel regno siracusano di Ierone II quando i romani occuparono gran parte dell’isola. In essa fu ucciso Ieronimo, ultimo re di Siracusa. Dal 214 a.C., anno in cui i romani occupano la città, iniziò un progressivo declino della città anche se il territorio dei Campi Leontinoi continuò ad essere fra i più produttivi dell’isola.
Della città greca nel Parco archeologico di Leontinoi e Megara sono tuttora fruibili i resti monumentali della Porta Sud. Segno della contigua fortificazione, in territorio di Carlentini. I resti della Porta Nord sono tuttora oggetto di scavi condotti dall’Università di Catania in collaborazione col Parco.