24 dicembre 2010, Leonardo viene nominato allenatore dell'Inter

Il 24 dicembre 2010 l'Inter annuncia il nome del nuovo allenatore, che prende il posto dell'esonerato Rafa Benitez. Con una mossa a sorpresa i nerazzurri scelgono Leonardo, fino alla stagione scorsa uomo-Milan. Il brasiliano è stato giocatore, dirigente e infine allenatore dei rossoneri anche se il rapporto con il presidente Berlusconi si chiuse non proprio nella maniera migliore.

Leonardo firma un contratto fino al 2012 ma alla fine la sua esperienza sulla panchina della Beneamata si chiuderà con un anno d'anticipo, conducendo la squadra al secondo posto ma venendo eliminato ai quarti di finale di Champions League dallo Schalke 04. Il "tradimento" non verrà perdonato dai tifosi del Milan: storico lo striscione esposto dalla curva rossonera in occasione del derby, dove il brasiliano fu definito "Giuda interista".