Народився 9 жовтня 1978 року в Одесі.
У 2000 році закінчив Одеську національну юридичну академію за спеціальністю "правознавство".
У 2003 році закінчив аспірантуру Одеського національного університету ім. І.І. Мєчнікова за спеціальністю "філософія гуманітарного знання".
Проходив навчання у Великобританії. Навчався в London School of Economics and Political Science (2008). В University of Reading Леонід вивчав європейське право (2009).
Леонід Антонєнко майже двадцять років працює в правовій сфері.
З 2000 року по 2004 рік – юрист юридичної фірми "АНК", м. Одеса.
З 2004 року по 2010 рік – юрист, старший юрист юридичної фірми "Астерс" (колишня назва "Шевченко Дідковський і партнери"), м. Київ.
З 2011 року по 2014 рік – радник Юридичної фірми "Саєнко Харенко", м. Київ.
З січня 2015 року по вересень 2015 року – Директор департаменту реєстраційних питань і ліцензування Національного банку України.
З вересня 2015 року по теперішній час – приватно практикує адвокатом.
У 2015 році став депутатом Київради від "Самопомочі" в окрузі №3 (Голосіїв). Після скандального саморозпуску київської "Самопомочі" 11 вересня 2018 року увійшов до депутатської групи Сергія Гусовського "Київська команда".
З 2015 по 2020 рік був головою постійної комісії Київської міської ради з питань власності.
У лютому 2020 року Антонєнка було призначено Першим заступником Голови (з питань оренди) у Фонд державного майна України.
01.06.2023