Народився 18 грудня 1980 року в Кремінній. Закінчив Кремінський ліцей №1 та професійно-технічне училище №91, здобувши спеціальність будівельника. Певний час займався фермерським господарством. За два роки до початку повномасштабної війни переїхав до Краматорська, де працював охоронцем і власноруч облаштовував свій дім.

З початком повномасштабного вторгнення у березні 2022 року добровільно звернувся до Краматорського ТЦК та СП. Після навчання в центрі підготовки у травні 2022 року був направлений до складу 93-ї окремої механізованої бригади «Холодний Яр» на посаду стрільця-санітара. З червня перебував у зоні бойових дій на сході України.

1 вересня 2022 року Леонов Сергій загинув поблизу Бахмута. Під час масованого обстрілу російськими військами, коригованого дронами, Сергій отримав тяжкі поранення і віддав своє життя, не дочекавшись евакуації. Йому був 41 рік.

За особистий героїзм та відвагу нагороджений посмертно орденом «За мужність» ІІІ ступеня, орденом «Хрест Героя» та Почесним знаком Святого Юрія.

Сергій був фізично витривалим і сильним, любив спорт і захоплювався кулінарією, часто сам готував для рідних та друзів. Завжди усміхнений, щирий і гостинний, він залишив по собі світлу пам'ять.

У Захисника залишилися мама, сестра та син, який росте з пам’яттю про свого батька-Героя. Похований Леонов Сергій на Личаківському кладовищі у Львові.