Родился 21 ноября 1916 г. в д. Протекино Зарайского у. Рязанской губ. (ныне Московская обл.) в семье рабочего. В 1931 г. окончил 7 классов Зарайской средней школы № 1. Переехав в г. в Москву, поступил в школу ФЗУ при заводе "Калибр". 4 года работал слесарем-лекальщиком на этом же заводе. В 1937 г. призван в ВМФ, направлен мотористом на подводную лодку Щ-402.

В боях Великой Отечественной войны с июня 1941 г., воевал на Северном флоте. Член ВКП(б) с 1942 г. Рядовой, командир отделения, заместитель командира по политической части, затем командир отряда морских разведчиков. Совершил более 50 рейдов в тыл врага, уничтожил около 20 орудий, 30 пулеметов, 9 складов, более 1 000 солдат и офицеров противника. Трижды Леонов был ранен. В сентябре 1942 г. на мысе Могильный отряд Леонова из 20 человек был окружен двойным кольцом. Противник ввел в бой роту солдат и десант егерей, чередуя атаки с артиллерийскими и минометными налетами. В течение дня десантники вели бой, а ночью сошлись с врагом в рукопашной и вырвались из окружения.

В дни боев за Петсамо (ныне пгт. Печенга, Карелия) командование Северного флота готовило высадку десанта в порт Лиинахамари, расположенный в глубине фиорда. Уничтожение вражеских батарей и других огневых средств, расположенных по берегам залива, было поручено отряду Леонова. В начале октября 1944 г., в течение 3 суток похода по сопкам, отряд добрался до мыса Крестовой. В рукопашной схватке уничтожив расчеты 4-х 88-мм немецких орудий, развернули их против врага. Захватили в плен 117 егерей, в том числе командира вражеской батареи.

Звание Героя Советского Союза присвоено 5 ноября 1944 г.

После капитуляции Германии Леонов был направлен на Тихоокеанский флот. В августе 1945 г., командуя отдельным разведывательным отрядом особого назначения, отличился при высадке морского десанта на восточное побережье Северной Кореи. Отряд участвовал в освобождении портов Юки (ныне Унги), Расин (ныне Наджин), Гензан (Вонсан). Группа десантников из 140 человек, в состав которой входили разведчики Леонова, получила приказ принудить к капитуляции гарнизон аэродрома порта Вонсан в составе более 3 000 человек. В результате успешно проведенных переговоров весь гарнизон города сдался в плен.

При штурме главной военно-морской базы японцев в Корее – порта Сейсин (ныне Чхонджин) – отряд Леонова в течение 2-х суток вел уличные бои с превосходящими силами противника, что дало возможность подхода основных сил наших войск.

Награжден 2-й медалью «Золотая Звезда» 14 сентября 1945 г.

В 1950 г. окончил Каспийское высшее военно-морское училище. Был назначен командиром дивизиона торпедных катеров в г. Новороссийске, работал в Центральном аппарате ВМФ. С 1956 г. капитан 2-го ранга Леонов – в отставке.

В 1956 г. переехал в г. Москву, работал инженером в одном из НИИ.

Награжден орденом Ленина, 2 орденами Красного Знамени, орденами Александра Невского, Отечественной войны 1-й степ., Красной Звезды, медалями, иностранным орденом.

На родине Героя в 1950 г. установлен бронзовый бюст. Почетный гражданин г. Зарайска.