Capella situada entre els pobles de Sant Antoni i de Sant Pere de Vilamajor, a la part dreta de la carretera que els uneix, a uns 10 minuts de Sant Antoni vers el nord, a la petita carena d’una serra. La família Sant Lleïr, que sens dubte rebria el nom de la capella, és documentada des del 1151 amb un Olivà de Sant Lleïr i esdevé notable a partir de l’hereu Arnau de Sant Lleïr (1213-1219). Aquesta família es va refondre amb la noble família osonenca dels Mont-rodon, que des del final del segle XIII esdevindrien senyors del lloc i patrons de la capella.
La primera menció directa de l’església de Sant Lleïr és del 1303, però és purament ocasional i confirma la seva anterior existència. En ella Bernat de Mont-rodon funda un benefici, dit la prepositura de Sant Lleïr, a favor d’Arnau de Terrades, que havia de viure prop de la capella i ocupar-se’n.
Molts Mont-rodon, o fills del llinatge, foren els obtentors de la prepositura, que fou dotada de nou el 1342 per Bernat de Mont-rodon, el qual té un bonic sarcòfag gòtic, del 1345, dins la capella; al mateix temps va ser ampliada a quatre sacerdots. El nom de prepositura donat al benefici, títol inferior però semblant al de prior, indica la voluntat dels Mont-rodon de crear una petita comunitat presbiterial a la capella, que no prosperà, i a partir del segle XV s’havia reduït ja a l’únic benefici de la prepositura de què els Mont-rodon i els seus descendents, els Sants o Sans, foren patrons fins al segle XIX.
La capella fou refeta al segle XV i la casa veïna o de la prepositura el 1588. Tots dos edificis han estat modificats i ampliats. Ara no es veu cap element romànic a la capella, que havia estat restaurada el 1934, i de nou després del 1940.