Леонид Илларионович родился 8 августа 1909 г. в г. Кашира в семье рабочего. С 1921 г. жил в Саратове, где в 1928-1930 гг. работал грузчиком в порту, разнорабочим в трамвайном парке. С 1930 г. работал фрезеровщиком на заводе «Красный пролетарий» в Москве. Окончил 2 курса машиностроительного института в 1932 г., после чего был призван в Красную Армию.

В 1935 г. окончил Сталинградскую военную школу лётчиков. До 1937 г. служил в истребительной авиации Ленинградского военного округа, на Дальнем Востоке и Крайнем Севере. Участник Советско-Финляндской войны 1939-1940 гг. За отличные успехи в боевой и политической подготовке был награждён в 1941 г. орденом «Знак Почёта».

С 22 июня 1941 г. Л.И. Иванов и его авиаэскадрилья участвует в воздушных боях. В течение этих 4 суток ни один самолёт противника не смог прорваться к Кандалакше. Враг решил нанести удар по аэродрому, с которого поднимались истребители 147-го истребительного авиационного полка.

В воздушных боях 26-27 июня 1941 г. командир авиаэскадрильи 147-го истребительного авиационного полка 1-й смешанной авиационной дивизии 14-й армия Северного фронта старший лейтенант Л.И. Иванов сбил 2 вражеских самолёта в 1941 г. во время их налёта на город и железнодорожный узел Кандалакша в Мурманской области.

28 июня 1941 г. во время воздушного боя самолёт Иванова был сбит. Отважный лётчик погиб. Ценой жизни Старший лейтенант Леонид Иванов предотвратил штурмовку аэродрома и спас от гибели многих своих товарищей.

22 июля 1941 г. Л.И. Иванову посмертно было присвоено звание Героя Советского Союза. Леонид Иванов стал 7-м из 11 527 советских воинов, получивших в годы Великой Отечественной войны это высшее Звание. Герой
был похоронен в посёлке Африканда Апатитского горсовета Мурманской области.