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.

Характерная деталь —левое крыло распластанного вдоль площади корпуса, увенчанное невысокой круглой расписной башней в форме параболоида вращения (в нем по проекту размещался клуб), и связывающий крыло с основным зданием арочный переход через улицу 25 Октября воспринимаются в системе всего здания Наркомтяжпрома как образный парафраз галереи, крылец и стоящей несколько на отлете колокольни Василия Блаженного. Район Зарядья Леонидов предполагал превратить в парк с сохранением в нем памятников архитектуры и строительством ряда зданий культурного назначения.

Обстоятельства сложились так, что проект Наркомтяжпрома оказался последним активным выступлением Леонидова в архитектуре. Он очень много работал в последующие годы, но его творчество, даже в случае разработки крупных зданий, приобрело более камерный характер. Леонидов стал работать в проектных мастерских, руководимых И. В. Жолтовским, М. Я. Гинзбургом, иногда выступал в архитектурных конкурсах.

Во второй половине 1930-х гг. он создал ряд интересных объемных проектов: колхозных клубов с залами на 180 и 800 человек, комбината газеты «Известия» в Москве и др. В каждом из них имелись интересные творческие идеи, своеобразно отражался индивидуальный, леонидовский подход к освоению исторического наследия архитектуры. Например, в проекте «Известий» почти на 20 лет была предвосхищена та композиционная трактовка фасада крупнопанельного здания, которая получила позднее всеобщее признание. Но профессиональный авторитет Леонидова в это время решительно отрицался. Он сохранялся только в узкоспецифической области — в архитектурной графике. Действительно, его живописно-графические архитектурные чертежи этого времени становятся особенно тонкими, неподражаемо индивидуальными и виртуозными, превращаются в самоценные художественные произведения.

Творчество Леонидова сосредоточивалось в двух сферах: в градостроительно-ландшафтном проектировании и в разработке интерьеров. В обеих сферах, до настоящего времени недостаточно освоенных, Леонидов проявился как крупный оригинальный мастер.

Он разрабатывал комплексные проекты планировки и застройки всего Южного берега Крыма и отдельно Большого Артека. Это было в 1937—1941 гг., общее руководство работами вел архитектор М. Я. Гинзбург. Для Москвы Леонидов создал проекты перепланировки сада «Эрмитаж» и Тверского бульвара (1933—1936 гг.), проектировал объекты для Урала, Подмосковья, Кисловодска и других мест.

Одновременно Леонидов разрабатывал и осуществлял в натуре оформление интерьеров для ряда общественных зданий: Центрального Дома инженеров (1932 г.) и Центрального Дома пионеров и октябрят (1936 г.) в Москве, санатория «Чайгрузия» в Гагре (1936 г.), Дворца пионеров в Калинине (1940 г.). К сожалению, эти произведения Леонидова не сохранились.

В большом комплексе санатория имени С. Орджоникидзе, проектировавшемся и строившемся в Кисловодске в 1937—1939 гг. под руководством М. Я. Гинзбурга, Леонидов выступил одновременно как проектировщик интерьеров и ландшафтный архитектор. По его проекту осуществлена главная наружная лестница санаторного комплекса. Эта лестница, высоко поднимающаяся по горному склону и состоящая из многих планировочных элементов, играет важную функциональную и композиционную роль в комплексе всего санатория. Особенно интересна центральная, круглая в плане часть лестницы. Она устроена таким образом, что полукольцевые ступени сначала, считая снизу вверх, составляют половину пологого усеченного конуса, а после большой круглой площадки на середине высоты образуют второй, но перевернутый полуконус, имеющий форму и характер амфитеатра. Лестница стала выразительным произведением архитектуры, к тому же прекрасно вписанным в окружающую природу.

Следует отметить, что острота и выразительность достигнутого здесь художественно-формального решения, всегда присущая произведениям Леонидова, в данном случае имеет прототипы в архитектуре античности и у А. Палладио. Очень характерно, что в классическом наследии Леонидов нашел и выбрал форму, созвучную его собственному творчеству. В связи с этим снова вспоминается его метод работы над проектом Наркомтяжпрома. Он сумел придать этой работе новое, индивидуальное звучание.

В 1941 г. И. И. Леонидов был призван в действующую армию, участвовал в боях и после тяжелой контузии в 1943 г. демобилизован. В послевоенные годы Леонидов сначала работал в Академии архитектуры, а затем занимался оформлением выставок.

На последний период жизни И. И. Леонидова (он умер 6 февраля 1959 г. в возрасте 57 лет) приходится новый творческий подъем «украшательской» архитектуры послевоенных лет. Леонидов осознанно и целеустремленно начал работать в редком и нелегком, требующем особых черт таланта жанре «архитектурных фантазии».