Podobnie jak wiele innych bazalnych zauropodomorfów (prozauropodów) Leonerasaurus osiągał stosunkowo niewielkie rozmiary. Długość holotypu wynosi prawdopodobnie około 2,5 m, jednak nie był to osobnik w pełni dojrzały, choć bliski osiągnięcia dorosłości. Analizy histologiczne kości ramiennej oraz żebra sugerują, że osobnik zginął w wieku co najmniej sześciu lat. Leonerasaurus cechował się brakiem ząbkowań na mających niskie, łyżkowate korony przednich zębach, dwuwklęsłymi kręgami, niskim grzebieniem naramiennym nachylonym przyśrodkowo w dystalnej połowie oraz obecnością czterech kręgów krzyżowych.
Według analizy filogenetycznej przeprowadzonej przez Pola i współpracowników Leonerasaurus jest taksonem siostrzanym dla kladu obejmującego melanorozaura i zauropody (tzw. „czworonożnego kladu”), z którym łączy go obecność czterech kręgów krzyżowych. Wydłużenie drzewa o dwa stopnie w stosunku do najbardziej parsymonicznego skutkowałoby bardziej bazalną pozycją Leonerasaurus wśród zauropodomorfów – jako taksonu siostrzanego dla kladu obejmującego Melanorosaurus i Sauropoda oraz rodzaje Aardonyx i Anchisaurus lub siostrzanego dla któregoś z dwóch ostatnich rodzajów.