Проектом Института Ленина Леонидов предлагал пути решения ряда тогда актуальных для архитектуры профессиональных задач: расширял новаторский язык архитектурных форм и средств, использовавшихся конструктивизмом; обновлял объемно-пространственный подход к композиции; своеобразно решал высотную композицию и ее силуэт; новаторски подходил к градостроительным вопросам. Все это делало Леонидова творческим лидером второго поколения архитектурных конструктивистов.
В годы, последовавшие за окончанием Вхутемаса, он работал наиболее интенсивно и успешно и блестяще выступал на конкурсах. Его проектов ждали, и они всегда оправдывали ожидания новизной, оригинальностью и программностью.
Леонидовские проекты рубежа 1920—1930-х гг. можно условно разделить на две группы: проекты общественных зданий новых типов — производственных, деловых, административных и другие и проекты новых по типу общественных комплексов, в которых очень важной была градостроительная сторона дела. Хотя деление это условно, к первым можно отнести конкурсные проекты кинофабрики (1927 г.), Дома Центросоюза (1928 г.), Дома промышленности, Института статистики (оба 1929 г.) для Москвы, Дома правительства в Алма-Ате (1928 г.). Ко вторым — проекты клуба нового социального типа (два варианта, 1928 г.), конкурсные проекты памятнйка Колумбу в Санто-Доминго (1929 г.), Дворца культуры Пролетарского района (два тура конкурса, 1930 г.) и площади Серпуховской заставы (1931 г.) в Москве, проект социалистического расселения при Магнитогорском комбинате (1930 г.).
Во всех этих работах ярко запечатлелось неповторимое время их создания, а личность автора выразилась как бы «в квадрате» — в профессиональном и социально-человеческом плане.
И. И. Леонидов принадлежал к той творческой интеллигенции, которая сложилась в послереволюционные годы и пополнила ряды энтузиастов социалистического строительства. Социальную функцию архитектора в новом обществе он понимал как поиск и реализацию оптимальных путей жизнестроительства — с учетом уже сложившихся черт советского образа жизни. Своим творчеством он помогал его дальнейшему развитию. Архитектор был справедливо убежден, что новая архитектура должна помогать формированию нового человека. Эти взгляды Леонидов воплощал в архитектурном творчестве: каждый его проект, будучи ответом на конкретную задачу, одновременно имел более широкое, более общее значение определенного проекта- идеи.
Проектируя, Леонидов ставил целью максимальное обеспечение разнородных потребностей тех, кто будет работать или жить в этих зданиях: учитывал графики внутреннего движения, необходимость чередования труда и отдыха, разных по характеру трудовых занятий, возможности общения внутри небольшого и более крупного коллектива, стремился создать возможно более полную техническую и информативную оснащенность комплексов, зданий и отдельных помещений. Он всегда заботился об обеспечении в архитектуре и градостроительстве связей между людьми и природой. Все вместе должно было, по его любимому выражению, способствовать «повышенному жизненному тонусу».
Эстетическая и этическая стороны архитектуры рассматривались им в неразрывном единстве. Кристальным был его собственный нравственный облик. В свободе и творчестве Леонидов видел двуединое благо, являющееся целью каждого человека. Он был при этом противником всяческого потребительства, любой расслабленности, избыточного комфорта и эстетизма.
Художественный язык архитектуры Леонидова органично связан с его мировоззрением. Этим обусловлена простота его излюбленных архитектурных геометрических форм, их принципиальная немногочисленность. Леонидов много сделал для разработки архитектурной «эстетики простоты». Он тонко и многообразно оперировал сопоставлениями и контрастами крупных форм или их отдельных элементов, пропорциями, цветом, комбинированием и обработкой материалов, эстетическим осмыслением конструктивно-технических элементов.
Одним из самых первых в мировой архитектуре Леонидов предложил архитектуру больших и правильных геометрических объемов, обширных ровных плоскостей, сплошных остеклений, метрических или ритмических чередований стекла и облицовки фасада и т. д. Он широко использовал формы круга и окружности, сферы и ее частей, параболических куполов и пирамид. В проектах пространственных комплексов Дворца культуры, соцрасселения Магнитогорска Леонидов расчленял территорию сеткой крупных равных квадратов, комбинируя затем различную контрастную застройку соседних участков или ритмически чередуя одинаково застроенные участки вдоль города-линии.
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.