Владимир Леонидович родился 13 июля 1950 г. в г. Новосибирске. Отец, Леонов Леонид Евдокимович — имел почетное звание «Заслуженный геолог Якутской АССР». Мать, Леонова Лора Дмитриевна — учительница.
До 1965 г. семья проживала в пос. Батагай Верхоянского района Якутской АССР, где был главным геологом Янской геологоразведочной экспедиции.
В 1965 г. семья переезжает в г. Омск, где Володя оканчивает школу (1967 г.) и в этом же году поступает на геолого-геофизический факультет Новосибирского государственного университета. Как вспоминал Владимир Леонидович впоследствии: “во мне боролось три желания — стать погонщиком лошадей в Монголии, капитаном дальнего плавания или геологом”...
В те годы жизнь в Академгородке была насыщенной и интересной. Практику студенты проходили в интереснейших местах — в Хакасии, на Камчатке. Именно Камчатка и покорила сердце студента. В 1972 г., после окончания университета по запросу из Института вулканологии ДВНЦ АН СССР Володя получил распределение в этот институт, и с 29 июня 1972 года был зачислен в штат лаборатории гидрогеологии и геотермии на должность старшего лаборанта. Надо сказать, что в те годы попасть на работу в известный и престижный академический институт было непросто.
Начав работу в лаборатории гидрогеологии и геотермии на должности старшего лаборанта (зав. лаборатории В.И.Белоусов) по теме «Геологическое строение геотермальных районов и геологические позиции гидротермальных систем», Владимир Леонидович всю жизнь продолжал заниматься данной темой. В 1974 году он становится младшим научным сотрудником. Занимается изучением геологического строения Паужетского и Мутновского геотермальных районов, Узон-Гейзерной гидротермальной системы, многих других районов развития современной гидротермальной активности на Камчатке.
Им выявлены основные закономерности структурной локализации высокотемпературных гидротермальных систем Камчатки. Обоснована тесная связь развития гидротермальных систем с жизнедеятельностью коровых магматических очагов, расположенных в их недрах. Предложены модели теплового питания высокотемпературных гидротермальных систем. Выделены основные стадии развития структур, локализующих гидротермальную деятельность, активные в настоящее время системы разрывов и трещин, установлена связь современных и древних разломов. На примере вулканических центров Восточной Камчатки установлено последовательное смещение к северо-востоку проявлений вулканической и гидротермальной деятельности. Рассмотрены вероятные механизмы этого явления. Установлена зависимость длительности фаз гидротермальной активности, периодичности и состава вулканических проявлений от мощности земной коры, на основе чего проведена систематизация геотермальных районов мира.
В июле 1975 года В.Л. Леонов (со студентом В.А. Дерягиным) во время маршрута обнаружили Долину смерти, что считается одной из самых значимых географических находок на территории Камчатки наравне с открытием знаменитой Долины гейзеров. Удивительно, что долгие годы учёные и путешественники не подозревали о существовании этого места. Долина смерти — относительно небольшой участок, около 2 км в длину и от 100 до 500 м в ширину. Попавшие сюда звери и птицы гибнут, надышавшись смесью нервно-паралитических газов, выходящих на поверхность из-под земли. В основе отравляющего «коктейля» — сероводород, углекислый газ, двуокись серы и сероуглерод.
В 1975-1976 гг. на Камчатке происходит уникальное событие — Большое трещинное Толбачинское извержение (БТТИ), в изучении которого Владимир Леонидович принимал самое активное участие — от строительства стационара на ручье Водопадном до публикаций статей.
В 1978 г. в качестве геолога и ученого секретаря участвовал в 5 рейсе НИС «Вулканолог», на котором работал в районах Южно-Китайского моря и Марианской дуги.
В 1979 г. как представитель молодых вулканологов СССР Владимир Леонидович был выбран для участия в работе XVII Генеральной Ассамблеи МГГС в г. Канберра (Австралия). В том же 1979 г. решением бюро Октябрьского обкома ВЛКСМ был признан лучшим молодым научным сотрудником в номинации «Лучший по профессии».
В 1981 г. он участвовал в работе международного симпозиума «Вулканизм островных дуг» в Японии. Япония 1989.
С 1984 года Владимир Леонидович — руководитель группы, неоднократно исполняющий обязанности заведующего лабораторией геологии геотермальных полей.
В 1986 г. он защитил кандидатскую диссертацию на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук по теме: «Структурный контроль высокотемпературных гидротермальных систем Восточно-Камчатского вулканического пояса», а в 1987 г. его переводят на должность старшего научного сотрудника.
Результаты научных работ в эти годы — выделены структуры, контролирующие расположение геотермальных районов, высокотемпературных гидротермальных систем и геотермальных месторождений на Камчатке, дана их геодинамическая интерпретация, разработаны практические рекомендации по разведке геотермальных месторождений.
Продолжая работы по обозначенной выше тематике, в начале 90-х годов в ряде научных работ Владимир Леонидович представил доказательства горизонтальной миграции магмы в недрах геотермальных районов, составил таблицу типизации геотермальных районов по мощности земной коры, сформулировал принципиально новый подход для решения проблемы теплового питания гидротермальных систем.
В 1992 г. был утвержден в должности заведующего лабораторией геологии геотермальных полей. С 1993 г. начались работы по проектам Российского Фонда Фундаментальных Исследований (РФФИ) в группе академика С.А. Федотова. В этот период были разработаны концептуальные модели развития верхнекоровых магматических очагов в недрах высокотемпературных гидротермальных систем, показано разнообразие условий их существования, связанное с проницаемостью земной коры и скоростью поступления базальтовых магм снизу.
В 2004 г. при организации Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН был утвержден в должности ученого секретаря института. Благодаря хорошим организаторским качествам, огромной работоспособности, организованности и трудолюбию ему удавалось успешно совмещать административную работу ученого секретаря и исследовательскую работу настоящего ученого.
В.Л. Леонов активно участвовал в общественной жизни института. В молодые годы был членом добровольной народной дружины и редактором институтской стенной газеты. Он занимался образовательной деятельностью, являясь доцентом Камчатского государственного университета им. Витуса Беринга. Большое внимание уделял профессиональному росту молодых ученых.
В.Л. Леонов был постоянным членом редакционных коллегий сборников различных конференций, проводимых в институте, являлся членом редколлегии журнала «Вулканология и сейсмология».
В последние годы Владимир Леонидович поставил себе цель — выявить на Камчатке крупные кальдеры предположительно эоплейстоценового и плиоценового возраста, провести реконструкцию их границ, оценить объемы связанной с ними пирокластики, объемы магматических очагов, существовавших в их недрах, оценить условия остывания этих магматических очагов, их современное состояние, создать модели теплового питания современных гидротермальных систем, связанных с этими очагами. Эти работы были поддержаны Президиумом ДВО РАН и проводились по проектам № 06-III-А-08-329 (2006-2008 гг.), № 09-III-А-08-424 (2009-2011 гг.), № 12-III-А-08-171 (2012-2014 гг.) и № 15-I-2-031 (2015-2017 гг.). В результате этих работ было выявлено, что на Камчатке существует особый класс крупных кальдер, которые ранее не выделялись, был выявлен новый эоплейстоценовый этап крупнообъемного эксплозивного вулканизма, который ранее также не выделялся, была существенно уточнена стратиграфия плиоцен-четвертичных отложений Южной Камчатки.
В 2005-2009 гг. Владимиром Леонидовичем была открыта гигантская кальдера — Карымшина, сформировавшаяся на территории Южной Камчатки в эоплейстоцене. Доклад о первых результатах изучения новой гигантской кальдеры супервулкана был представлен на проходившей в марте 2007 года в Петропавловске-Камчатском научно-практической конференции, посвященной ДНЮ ВУЛКАНОЛОГА. Информация об открытии супервулкана на Камчатке мгновенно появилась на всех новостных каналах СМИ и вызвала огромный интерес.
В.Л. Леонов был мудрым руководителем, высококвалифицированным специалистом (награжден многочисленными грамотами за добросовестный труд и личный вклад в развитие науки на Камчатке). Он был прекрасным полевиком, разносторонним человеком (неплохо рисовал, писал стихи) и просто верным, надежным и светлым человеком.
Воспитал прекрасных детей: дочь — Анастасия Владимировна, закончила МГИМО, факультет Международных экономических отношений, была президентским стипендиатом, работала в Индии, Москве. Сын — Андрей Владимирович, доктор технических наук, окончил знаменитый МФТИ (г. Долгопрудный), работает в Москве.