Разведчик, писатель, генерал-лейтенант (1991). Окончил Московский институт международных отношений. В 1958 г. учился в 101-й школе КГБ. Работал в Латинской Америке. Возглавлял кубинское направление во внешней разведке. С 1971 г. занимал различные посты в КГБ. В
1983-1991 гг. - заместитель начальника Первого Главного управления КГБ СССР (внешняя разведка). В 1991 г. - начальник Аналитического управления КГБ СССР. Член Коллегии КГБ СССР.
Получил известность после того, как выступил перед депутатами Верховного Совета СССР, призвав их взять судьбу государства в свои руки,
поскольку против отечества сплотились внешние и внутренние враги... К сожалению, его заявление хоть и было услышано, но стало гласом вопиющего в пустыне, и враги, не без поддержки некоторой части народа, одурманенного мечтами о сытой и богатой жизни как на Западе, благополучно привели СССР к развалу, а его правопреемницу Российскую Федерацию к разорению в результате заведомо гибельных для страны реформ. Это разорение ощущается и в наши дни...
После т.н. августовского путча ГКЧП Н.С. Леонов ушёл в отставку. Стал одним из организаторов "Российской национальной службы экономической безопасности"
С 1994 г. преподавал в МГИМО. С 1996 г. сотрудничал с журналом "Русский дом", был постоянным участником одноимённой телепередачи. Депутат Государственной Думы России IV созыва. Имеет государственные награды.
Автор ряда книг, в том числе:
"Лихолетье. Мемуары разведчика" (1994);
"Фидель Кастро: Политическая биография" (1999);
"Крестный путь России. 1991-2000" (2003);
"Россия 2000—2008. Закат или рассвет?" (2008);
"Холодная война против России" (2010);
"Лихолетье: последние операции советской разведки" (2015);
"Лихолетье. Последние годы СССР" (2020).
Скончался Н.С. Леонов 27 апреля 2022 года, похоронен в Москве на Троекуровском кладбище (36 уч.).