В 1879 году Д.М. Леонова предложила М.П. Мусоргскому быть её концертмейстером в гастрольной поездке по югу России (июль-октябрь). Мусоргский с радостью согласился. Публика и местная печать принимали артистов восторженно. Возвращаясь в Петербург, Леонова и Мусоргский остановились в Твери. 17 октября 1879 года они дали концерт в зале Дворянского собрания. Весной 1880 года музыканты вновь приехали в Тверь. Их концерты состоялись 27 и 30 апреля. "Сверх программы, по желанию публики, пропеты г-жою Леоновой "Песенка о блохе" и "Баллада" Мусоргского, ария из "Пророка"… "Возле речки" и др. Мусоргский по требованию публики повторил "Шторм" и вступление к "Хованщине". После исполнения г-жой Леоновой вокальных сочинений Мусоргского каждый раз был вызываем автор" (газета "Тверской вестник").

В1880 году совместно с Мусоргским Д. Леонова открыла частные вокальные курсы. С этого времени начинается интенсивная педагогическая деятельность Леоновой. В 1888–1892 гг. она преподаёт в Московском театральном училище, а в 1893 году возвращается в Петербург, где даёт частные уроки по вокалу. Д. Леонова стремилась передать своим ученикам вокальные традиции, перешедшие к ней от Глинки.