С 5 по 12 декабря состоялись мероприятия по прощанию Леонтия с одесской паствой, в том числе 7 декабря – в кафедральном соборе и семинарии, в ходе которых были собраны более 900 руб. для обустройства женского училища. 12 декабря того же года Леонтий выехал из Одессы, покидая епархию «не без сожаления». Вечером 15 января прибыл в Варшаву, 18 января 1876 г. приветствовал новую паству в кафедральном соборе. Леонтий писал, что Холмская епархия «особенно в первые годы (1875–1881 гг.) представляла такие трудности, что преодолеть их не под силу человеку без помощи Божией… С одной стороны, гражданская администрация, захватившая в свои руки преобладающее влияние в делах проуниатских, с другой – сильная партия священников, вызванных из Галиции с епископом Маркеллом во главе, желавших подчинить архиепископа своему влиянию». Генерал-губернаторы граф Павел Евстафьевич Коцебу и Пётр Павлович Альбединский, по мнению Леонтия, не поддерживали «русское направление», к тому же разрешалось учреждение в генерал-губернаторстве значительного числа римско-католических епархий. В конце 1878 г. Леонтий добился перевода викарного епископа Маркелла (Попеля), стремившегося занять его место, в другую епархию. В 1875 г. с православием воссоединились 187 священников и 241 тыс. мирян в 241 приходе. За первые два года пребывания на кафедре Леонтий обозрел все старые («древлеправославные») приходы восьми губерний Царства Польского и десять благочиний воссоединённой части епархии. Одной из важнейших задач Леонтия было воссоединение «упорствующих» униатов на Холмщине – тех, кто изначально сопротивлялись даже «очищению» обряда, т.е. приближению униатского богослужения к православному. Одним из самых масштабных стало воссоединение 434 униатов в первом Грубешовском округе в 1890 г. В 1875–1890 гг. из других исповеданий в православие переходили по 300–400 человек ежегодно. При содействии властей Леонтий организовывал паломнические поездки новообращённых униатов к святыням, в том числе в Киево-Печерскую и Почаевскую лавры. Вскоре после занятия кафедры распорядился о чтении священниками всех приходов проповедей во все воскресные и в праздничные дни и о пастырских собеседованиях с народом. В каждую церковь были высланы, по меньшей мере, по два экземпляра Библии – на церковнославянском и русском языках. 20 ноября 1877 г. Леонтий распорядился о подробном описании «воссоединённых к православию церквей»: «Следы исторического права давности Православия в пределах Холмско-Варшавской епархии находятся в письменных документах и вещественных памятниках древности. Необходимо, по возможности скорее, привести их в известность, собрать, упорядочить и предохранить от утраты». При этом прилагалось обстоятельное руководство – программа историко-статистического исследования, согласно которой к 1878 г. местное духовенство подготовило описания приходов.