Виктор Николаевич Леонов родился в рабочей семье. После окончания школы работал на московском заводе «Калибр» и продолжал обучение. Был активистом: работал в заводском комитете ВЛКСМ, являлся председателем цехового комитета изобретателей, возглавлял молодежную бригаду.

В 1937 году Леонов был призван на военную службу и отправлен на Северный флот. После начала Великой Отечественной войны Виктор Николаевич обратился с рапортом о зачислении его в 4-й добровольческий отряд Северного флота. Прошение было удовлетворено, а затем краснофлотца Леонова перевели в 181-й отдельный разведывательный отряд. В составе отряда, а затем командуя им, Виктор Леонов участвовал в десятках равездывательно-диверсионных операций в тылах немецких войск в Заполярье, а в ходе осуществления Петсамо-Киркенесской наступательной операции проявил исключительные мужество и героизм:

В ночь на 10 октября отряд под командованием Леонова высадился на занятый противником берег в районе залива Пунайнен-лахт и двое суток пробирался к назначенному пункту по тундре в условиях бездорожья и невозможности развести огонь. Утром 12 октября отряд внезапно атаковал батарею гитлеровцев на мысе Крестовом, овладел ею, захватил большое количество врагов в плен, а затем отбил контратаку фашистов. Действия отряда создали благоприятные условия для освобождения городов Петсамо и Киркенеса. За образцовое выполнение боевых заданий командования в тылу врага и проявленные при этом мужество и героизм 5 ноября 1944 года лейтенанту Леонову было присвоено звание Героя Советского Союза. 

После разгрома фашистской Германии Виктор Леонов был отправлен на Дальний Восток и возглавил 140-й отдельный разведывательный отряд Тихоокеанского флота, которому предстояло осуществить специальные операции против японских войск. Под командованием Леонова отряд первым высаживался в портах Расин, Сэйсин, Гэндзан и вступал в бой с многократно превосходящими силами противника. Одной из самых известных операций стало взятие порта Вонсан: бойцы Леонова пленили свыше двух тысяч японских солдат и офицеров и захватили большое количество вооружения. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 сентября 1945 года старший лейтенант Виктор Леонов был удостоен второй медали «Золотая Звезда». 

После завершения Второй Мировой войны Виктор Николаевич продолжал служить на Военно-Морском флоте, окончил Каспийское высшее военно-морское училище имени Кирова и Военно-морскую академию имени Ворошилова. После увольнения в запас в 1956 году переехал в Москву и работал инженером в НИИ нефтяного машиностроения. Занимался общественной работой: активно участвовал в деятельности Всесоюзного общества «Знание» и научной секции Центрального дома Советской армии, был руководителем бригады лекторов Московского военного округа.

Выдающегося советского разведчика не стало не стало 7 октября 2003 года.