Леонид Семёнов получил актерское образование в Театральном институте имени Б. Щукина (мастерская Владимира Сажина и Людмилы Ворошиловой, 2016). Также окончил МГУ имени М. В. Ломоносова как географ.
Совершенствовался на летних курсах в Высшей школе сценических искусств Константина Райкина. Ранее обучался в ДМШ № 55 по классам аккордеона и фортепиано, в Эстрадно-джазовом колледже «Консорт» по классам эстрадно-джазового вокала и импровизации.
С 2006 года работает в театре «МОСТ», на сцене которого сыграл в 15 спектаклях. В настоящее время играет в постановках «Поминальная молитва» (Мотл), «Русский авангард» (Вертинский), «4 Любы. Оттепель» (Визбор, Вознесенский), «Как важно быть серьезным» (Мэрримен) и «Тобио: мастер кукол» (Король Павлин, Инспектор Смит).
С 2017 года выступает в спектакле «Шизофрения» музея-театра «Булгаковский Дом». В 2018 году принимал участие в спектакле в темноте «Белые ночи» по одноименной повести Достоевского. С 2019 года играет в театре-студии «15» в спектакле Дмитрия Бикбаева Postmortem.
Один из создателей музыкально-поэтического проекта «Живая суббота» (2016), принимал участие в международном проекте Moscow Broadway Dreams (2017). В мае 2022 года исполнил главную роль в спектакле «Завтрак с Дягилевым» по пьесе Марии Дружининойна открытии VII Международного фестиваля Vivarte (Врубелевский зал Третьяковской галереи, режиссер – Павел Сеплярский). Снимается в кино.
