Народився 1976 року в Ромнах на Сумщині.
У 1999 році він закінчив Сумський державний університет.
З 2001 року (з перервою — у 2004—2005 роках — у СумДУ) працював в Українській академії банківської справи Національного банку України (нині — Сумський державний університет) у Сумах. У 2010 році був призначений на посаду завідувача кафедри фінансів, а у 2013 році перейшов на посаду проректора, залишившись професором на цій же кафедрі СумДУ.
Сергій Леонов у 2003 році здобув науковий ступінь кандидата економічних наук за спеціальністю «Економічні науки» (08.02.02). Він захистив дисертацію «Управління науково-технічним прогресом на основі створення системи показників термінів служби техніки» в Інституті проблем ринку та економіко-екологічних досліджень в Одесі.
Через сім років вчений став доктором економічних наук за спеціальністю 08.00.08 «Гроші, фінанси і кредит», захистивши дисертацію «Інвестиційний потенціал банківської системи: методологія формування та використання» в Українській академії банківської справи НБУ в м. Суми.
Сфера наукових досліджень
банківська справа,
інвестування,
відтворювальні процеси в економіці,
ризик-менеджмент,
інноваційна та інвестиційна діяльність.
Кандидатура Сергія Леонова 16 жовтня 2019 року була внесена Президентом України Володимиром Зеленським до Кабінету Міністрів України на посаду голови Сумської обласної адміністрації.
Дружиною Сергія Леонова є Тетяна Васильєва — донька ректора Сумського державного університету Анатолія Васильєва.
18.10.2019