Через некоторое время Леонтьев, придумав для поездки служебный предлог, отправился на Афон в русский Пантелеимонов монастырь, который в то время был знаменит своими старцами. Как русского консула его встретили торжественно. С колокольным звоном навстречу ему вышла вся братия монастыря во главе с настоятелем. После молебна и праздничной трапезы Леонтьев заявил, что ему необходимо переговорить с духовником обители. Это желание было немедленно исполнено. «Я подходил к его келье с бесконечною жаждою смирить себя и найти здесь веру, — вспоминал Николай Константинович. — Переступив порог, я подошел к старцу и без слов с рыданием упал к его ногам. Так разрешилась эта напряженная внутренняя драма!» Это был первый решительный шаг Леонтьева.
Вторым шагом Леонтьева к Богу была отставка и жизнь на Афоне более года под руководством опытного духовника. Многому пришлось учить «неверующего» Леонтьева. Его разговоры о Боге, вере и неверии, о монашестве осветили предстоящий путь жизни, и поездка на Афон оказалась плодотворной. Уезжал в Россию он верующим человеком.
Препятствий для пострига оказалось очень много. Афонские старцы отправили его в Оптину Пустынь под руководство преподобного Амвросия. Однако и здесь исполнение обета затянулось у Леонтьева почти на 20 лет и совершилось только в последний год его жизни. Его здоровье постоянно ухудшалось. Он становился все более хилым, несмотря на то что ему не было и 60 лет. «Многие раны грешнику», — повторял он. В 1891 году старец Амвросий постриг его в монашество с именем Климент и отправил на жительство в Троице-Сергиеву Лавру, а через несколько месяцев Леонтьев скончался от воспаления легких. «Вот и Леонтьева уже нет. — пишет один из современников мыслителя. — Он был добрым человеком, христианином. И сумел дойти до смирения. А это великая вещь...»