Léontine naît en1872, à Mâcon. Elle est la fille de Charles Zanta, professeur de lettres et de Philomène Mathis. Ses parents originaires d’Alsace ont rejoint la France pour échapper au joug allemand. Petite dernière de la famille, elle remplace, aux yeux de son père, le fils perdu quelques mois avant sa naissance. Il s’occupe de son éducation et lui offre une instruction, jusque là réservée aux garçons. Léontine a une véritable soif d’apprendre et se passionne pour la philosophie que lui enseigne Gabriel Séailles, un ami de son père.

En 1897, elle obtient sa licence ès lettres et partage avec Jeanne Duportal le titre de première femme docteur ès lettres en 1914. Léontine devient un modèle de réussite féminine pour sa génération.

Léontine démarre sa carrière comme enseignante. Elle publie quelques romans,  l’essai féministe La Psychologie du féminisme et des articles, notamment dans Le Figaro, où elle défend le droit de vote des femmes et la nécessité de leur accès à l’éducation. En 1929, elle participe aux premiers États généraux du féminisme.

Elle intègre le jury du prix Femina en 1920 et reçoit trois prix de l’Académie française (en 1917,  1923 et 1943).

En 1932, elle reçoit la légion d’honneur pour ses titres de « première femme qui obtint en Sorbonne le doctorat d’État en philosophie, son activité dans l’ordre social, en particulier son rôle mutualiste ».