Вопрос о тождестве/различии Леонтия Византийского и Леонтия Иерусалимского является предметом научных дискуссий. Ф. Лоофс предполагал, что сочинения «Против несториан» и «Против монофизитов», а также «О ересях» восходят к какому-то единому произведению Леонтия Византийского, которое было разбито на несколько текстов, а затем отчасти переработано, отчасти дополнено позднейшими редакторами. Точка зрения Ф. Лоофса была общепринятой вплоть до середины XX в. (безусловно принимали её В. Рюгамер и Василий Соколов; с осторожностью – Й.П. Юнглас и Венанс Грюмель ). М. Ришар привёл аргументы в пользу того, что трактаты «Против несториан» и «Против монофизитов» написаны другим автором, которого он, следуя рукописям, именует Леонтием Иерусалимским. М. Ришар называл Леонтия Византийского палестинским оригенистом VI в., а Леонтия Иерусалимского связывал с константинопольской богословской традицией. Тезис М. Ришара о двух Леонтиях приняли Э. Дейли, Д.Б. Эванс и А. Грилльмайер. Есть сторонники и противоположной, «старой», точки зрения, но они в явном меньшинстве. Помимо исторических и палеографических аргументов исследователи сформулировали ряд историко-философских тезисов против отождествления Леонтиев. М. Ришар указывал, что для Леонтия Иерусалимского не характерна часто используемая Леонтием Византийским христологическая аналогия души и тела. А. Грилльмайер считал, что Леонтию Иерусалимскому принадлежат четыре новации, которые позиционируют его как уникального, отличного от Леонтия Византийского богослова: новый концептуальный аппарат для описания соединения человечества с Ипостасью Логоса, различение между ипостасным и природным единством, использование термина «единство» вместо «единение», особенное внимание к чудесам в противовес «рационализму» Леонтия Византийского. М. Ришар датировал трактаты «Против несториан» и «Против монофизитов» ближайшим временем после смерти Севира в 538 г. Новую датировку предложил Д. Краусмюллер, отнеся написание трактатов к началу VII в. Дискутируемой остаётся принадлежность Леонтию Византийскому сочинения «О ересях» (см. ст. Леонтий Схоластик). Исследователи не сомневаются, что Леонтий Византийского не является автором изданных Ж.П. Минем под его именем проповедей (последние принадлежат Константинопольскому пресвитеру Леонтию, сохранились и другие его гомилетические произведения). К. Датема и П. Аллен, подготовившие наиболее современное (по мнению исследователей, неполное – некоторые проповеди остаются в рукописях) их издание, считают, что Леонтий Константинопольский жил в середине VI в. Не принадлежат Леонтию Византийскому «Сборник о священных предметах» (текст, по мнению исследователей, является компиляцией VII в.) и «Флорилегий о тленном и нетленном» (сохранился в афонском кодексе XI в.). Фрагменты, по мнению исследователей, являются более или менее точными цитатами из сочинений «Против несториан и евтихиан», «Тридцать глав против Севира» и «О ересях». Один из них сохранился в двух ватиканских кодексах, остальные дошли в составе флорилегия «Учение отцов». В трёх флорилегиях, относящихся к книгам «Против несториан и евтихиан», Э. Дейли видит не только ценный, а в некоторых случаях и единственный источник святоотеческих цитат, но и свидетельство того, какие именно церковные писатели пользовались авторитетом в век императора Юстиниана I Великого.