Родился в Москве, в Зарядье, в семье Максима Леоновича Леонова (1872, деревня Полухино Калужской губернии, – 1929, Архангельск), непрофессионального поэта, сына купца, вышедшего из крестьян. Максим Леонов подписывал свои стихи как Максим Горемыка и входил в литературную группу И.З. Сурикова (1841—1880). Много лет занимался журналистикой, общался с крупными писателями, издавал сборники стихов, перед рождением Леонида у него вышел сборник «Стихотворения», до этого Максим помогал отцу в торговле, но потом увлёкся рабочим движением, произнёс речь на похоронах Н. Баумана, в 1905 году открыл книжный магазин «крайнего содержания». В 1906 году магазин был закрыт, а Максим Леонов арестован, после суда больше года просидел в Таганской тюрьме.
В воспитании юного Леонида большое значение имел дед – Леон Леонович, который любил литературу, особенно древнерусскую и духовную.
Леонид рано увлёкся литературой, много читал, начал писать стихи, пробовал себя и как прозаик. Учился в Петровско-Мясницком училище (1909), затем окончил 3-ю московскую гимназию (1918). Часто бывал в деревне Полухино Тарусского уезда, полюбил природу, общался с мужиками, познавал жизнь и снова брался за стихи. Во время поездок в Архангельск, к отцу, который возглавлял газету «Северное утро» (1911—1920) и типографию, наблюдал жизнь на Русском Севере. Леонид Леонов читал статьи своего отца, который непримиримо относился ко «всевозможным бурлюкам, северяниным» и с одобрением – к Есенину и Клюеву, читал отцовские стихи, роман-хронику «Разбитая жизнь». Постепенно у Леонида Леонова формировалась эстетическая программа писателя-реалиста, идущего вслед за великими предшественниками. Впервые свои стихи Леонид Леонов напечатал в газете «Северное утро» (1915), затем – статьи и рецензии. Позднее Леонид Леонов критически отнёсся к своим стихам и прозе, увидел в них много подражательного, увлечение символизмом и народничеством. «В гимназические годы Леонов пишет сказку «Царь и Афоня», – сообщает Т. Вахитова, – рассказ «Валина кукла». После окончания гимназии уезжает к отцу в Архангельск, работает в газетах «Северное утро», «Северный день», знакомится с художником С. Писаховым, писателем Б. Шергиным. Встречи с «поэтами севера» открыли перед Леоновым мир русских преданий, нетронутой девственной природы, исконной былинной Руси с её поэзией и символикой» (
Во время Гражданской войны Архангельск был в подчинении Антанты, там господствовало правительство с белогвардейским направлением. Максим Леонов продолжал заниматься журналистской деятельностью. Когда Красная армия освободила Архангельск, Максим Леонов был арестован, осуждён, получил год принудительных работ. А Леонид Леонов ушёл к красным, как журналист находился на пропагандистской работе. После ухода из Красной армии начал заниматься литературной деятельностью, писал иногда стихи, но всерьёз увлёкся прозой, издал книжки «Петушихинский пролом» (1923), «Деревянная королева» (1923), «Туа-тамур» (1924), «Конец мелкого человека» (1924) в Издательстве братьев Сабашниковых, на дочери одного из них, Татьяне Михайловне Сабашниковой, был женат. И собирал материал о недавних событиях в деревне во время Гражданской войны, собираясь писать о противоречиях, конфликтах, раздорах в одной семье. Роман назывался «Барсуки», опубликован в журнале «Красная новь» (1924. № 6—8), отдельное издание романа вышло в Ленинграде в 1925 году, что сразу поставило имя Леонова в ряд ведущих русских писателей. Ещё в ноябре 1924 года Л. Леонов получил письмо от Максима Горького, узнавшего о публикации «Барсуков» и четырёх небольших книжечек, с приглашением печаться в его берлинском «аполитическом» журнале «Беседа». Л. Леонов послал Горькому роман «Барсуки» и сборник «Рассказы» (М.; Л.: Госиздат, 1926) с тёплыми дарственными надписями.