Художественный язык архитектуры Леонидова органично связан с его мировоззрением. Этим обусловлена простота его излюбленных архитектурных геометрических форм, их принципиальная немногочисленность. Леонидов много сделал для разработки архитектурной «эстетики простоты». Он тонко и многообразно оперировал сопоставлениями и контрастами крупных форм или их отдельных элементов, пропорциями, цветом, комбинированием и обработкой материалов, эстетическим осмыслением конструктивно-технических элементов.
Одним из самых первых в мировой архитектуре Леонидов предложил архитектуру больших и правильных геометрических объемов, обширных ровных плоскостей, сплошных остеклений, метрических или ритмических чередований стекла и облицовки фасада и т. д. Он широко использовал формы круга и окружности, сферы и ее частей, параболических куполов и пирамид. В проектах пространственных комплексов Дворца культуры, соцрасселения Магнитогорска Леонидов расчленял территорию сеткой крупных равных квадратов, комбинируя затем различную контрастную застройку соседних участков или ритмически чередуя одинаково застроенные участки вдоль города-линии.
Сложность, богатство и выразительность, доступные эстетике простых геометрических форм, Леонидов демонстрировал в своей архитектурной графике: выполнявшиеся им чертежи представляли самостоятельную художественную ценность и поныне сохраняющую свое значение.
Леонидов рассматривал проекты как идеи, которые в случае разработки и в процессе функционирования могли бы конкретизироваться и детализироваться. Это также являлось одной из причин использования им в архитектуре простых и обобщенных форм. Его архитектурная графика, макеты, а также работа, последовавшая с середины 1930-х гг., убеждают, что в Леонидове советская архитектура нашла выдающегося мастера современной оригинальной и тонко проработанной детали.
К середине 1930-х гг. под воздействием происходившей перестройки архитектурной направленности Леонидов многое меняет в своем творчестве. Он считает принципиально неприемлемым возврат к копированию исторических архитектурных форм и ищет и находит опору в развитии традиционных глубинных принципов архитектурной композиции.
На этом пути в 1934 г. он создает второе наиболее известное произведение — конкурсный проект здания Наркомтяжпрома на Красной площади.
Здание, выбор места, физические объемы проектируемого сооружения и ряд других позиций были заданы проектировщикам, получившим заказ участвовать в конкурсе. В числе вопросов, выдвинутых на их рассмотрение, одним из важнейших был вопрос о том, сохранить или снести храм Василия Блаженного в ходе проектировавшейся реконструкции Красной площади. Проектировщики ответили на это по-разному.
В проекте Леонидова, который в наши дни справедливо считают лучшим среди выполненных для этого конкурса ведущими мастерами советской архитектуры, ответ дан не только однозначно определенно, но взаимосвязь с историческим ансамблем Кремля и Василия Блаженного составила существо предлагаемого решения.
Леонидов считал, что «грандиознейшее» проектируемое здание является главным в ансамбле центральной московской площади и поэтому требует соответствующей трактовки. Путь к единству в новом ансамбле архитектор нашел в своеобразном повторении органичной для древнерусской архитектуры объемно-пространственной структуры. Храм Василия Блаженного, как известно, представляет группу разновысоких башен, поднимающихся на общем подклете: каждая башня отличается от остальных по форме, их геометрически регулярная расстановка в пространстве воспринимается в бесконечном разнообразии сочетаний. В своих прежних проектах (Институт Ленина, Магнитогорье и др.) Леонидов видел| известное сходство с таким приемом.
Здание Наркомтяжпрома по его проекту должно было представлять собой группу из трех очень высоких стройных башен, подни мавшихся над низким распластанным корпусом, фасад которого обрабатывался уступами террас, идущих в сторону Кремля. Башни, прямоугольная, круглая и трехлепестковая в плане, размещались плотной группой по вершинам равностороннего треугольника в плане напротив кремлевской стены и Мавзолея.
Здание Наркомтяжпрома по леонидовскому проекту — новое по формам, современное, гигантское по масштабу, выразительное по силуэту и архитектурной разработке объемов, разной для всех трех башен,— органично включалось в исторический ансамбль Кремля и Красной площади, подхватывало и по-новому развивало его композиционные основы. Большое число чертежей и рисунков, входивших в состав проекта, иллюстрирует различные ракурсы сочетания проектируемого здания с Кремлем, Красной площадью, храмом Василия Блаженного.