Отец: князь Георгий Александрович Багратион-Мухранский (1884—1957) — Душетский уездный предводитель дворянства (в 1916—1917 годах), считается частью монархистов главой Грузинского царского дома. По отцовской линии — внучка генерал-лейтенанта Александра Ираклиевича Багратион-Мухранского, убитого большевиками в Пятигорске в 1918 году и праправнучка князя Константина Ивановича Багратион-Мухранского (1782—1842) последнего удельного владетеля Мухранского (в 1800—1801 годах). Мать: Елена Сигизмундовна Злотницкая (1886—1979) — дочь российского дворянина польского происхождения Чеслава-Сигизмунда Дмитриевича Злотницкого (внука бригадира польской и генерал-поручика российской службы Антона Осиповича Злотницкого (герба Новина)) и княжны Марии Элисбаровны Эристови. По материнской линии — прямой потомок царя Ираклия II. В числе её предков — князья Аргутинские-Долгорукие, князья Гурамовы, князья Орбелиани, дворяне Головачевы, дворяне фон Гессен, дворяне Норовы и др. Эмигрировала с родителями в 1931 году из СССР в Испанию. 6 ноября 1934 года вышла замуж в Ницце за состоятельного американца шотландского происхождения Самнера Мур Кёрби (Sumner Moore Kirby; 1895—1945), для которого это был третий брак. От него, Леонида Георгиевна родила в 1935 году в Женеве дочь Элен Кёрби (Helene Louise Kirby), но вскоре (в 1937 году) супруги развелись. Самнер Мур Кёрби жил во Франции, впоследствии, во время Второй мировой войны, был в 1944 году депортирован в Германию и умер в апреле 1945 года в больнице концлагеря Леау (часть Бухенвальда), куда был интернирован как гражданин США. В 1947 году познакомилась с великим князем Владимиром Кирилловичем, а через год — сочеталась с ним браком (12 августа (гражданская регистрация) / 13 августа (венчание в греческой церкви Св. Герасима) 1948 года в Лозанне). Единственный ребёнок от брака Владимира Кирилловича и его супруги Леониды Георгиевны — Мария Владимировна Романова— родилась 23 декабря 1953 года в Мадриде. С 1991 года Леонида Георгиевна неоднократно посещала Россию с визитами. Награждена Патриархом Московским и всея Руси Алексием II Орденом св. равноапостольной княгини Ольги 1 и 2 степеней. Она также считалась Гроссмейстериной ордена Св. Великомученицы Екатерины. Имела Большой крест Ордена Мальтийских заслуг от Мальтийского ордена, Большой крест Ордена Крыла Святого Михаила от Португальского Королевского дома, награды Грузинского Царского ордена и иностранных королевских династий. 23 мая 2010 года скончалась в Мадриде в возрасте 95 лет. В своём завещании она просила быть похороненной рядом с мужем Владимиром Кирилловичем в Санкт-Петербурге. 3 июня 2010 года чин её отпевания в Петропавловском соборе возглавили митрополит Санкт-Петербургский и Ладожский Владимир (Котляров). Погребена в великокняжеской усыпальнице в Петропавловской крепости Петербурга 3 июня 2010 года; присутствовали: её дочь Мария Владимировна, внук Георгий Михайлович, а также представители российской, французской, итальянской и испанской аристократии и члены грузинской диаспоры Петербурга.