Леонид Сергиенко родился 27 апреля 1955 года в селе Николаевка Днепропетровской области. В 1981 году окончил Днепропетровский государственный университет по специальности радиофизик, инженер-электронщик.

Женат. Есть двое детей. Тестем является еще один народный депутат, прошедший в парламент по спискам Батькивщины Андрей Павелко.

Леонид Сергиенко начал свою трудовую деятельность с должности токаря в КБ Прогресс в городе Запорожье. После получения высшего образования работал наладчиком радиоаппаратуры Днепропетровского машиностроительного завода им. Ленина. С 1982 по 1983 год был заместителем начальника цеха Днепропетровского радиозавода. С 1983 по 1988 год был старшим инженером энерго-ремонтного участка Днепропетровского завода Полимер. С 1988 по 1993 год был электрослесарем жилищно-коммунального отдела Днепропетровского завода тяжелых прессов. Уже в 1993 году стал директором МП ЭДСИ. С 1994 по 1995 год - директор АОЗТ Стройднепросервис. <br /><br />С 1995 по 2002 год был директором украинско-немецкого АОЗТ Днепромайн. С 1998 по 2002 год являлся депутатом Днепропетровского горсовета. С 2002 года был членом наблюдательного совета НАЭК Энергоатом. На парламентских выборах 2002 года стал народным депутатом, победив как самовыдвиженец на мажоритарном округе №27 Днепропетровской области. На момент выборов имел партбилет Партии промышленников и предпринимателей Украины. Был членом фракций Единая Украина, партий ППУ и ​Трудовая Украина, Социалистической партии Украины. <br /><br />Во время президентских выборов 2004 года являлся доверенным лицом кандидата на пост Президента Виктора Януковича в ТИО № 27. На парламентских выборах 2006 года баллотировался по списку Социалистической партии Украины под № 40, но в парламент не попал. С 2006 по 2009 год работал заместителем министра транспорта и связи в правительствах Виктора Януковича (под началом Николая Рудьковского) и Юлии Тимошенко. На парламентских выборах 2012 года стал народным депутатом по партийным спискам Всеукраинского объединения Батькивщина (№46). Прошел в парламент по квоте партии Фронт перемен. На момент выборов был беспартийным, а также президентом ООО Винил. Также является кавалером Ордена Святого Станислава ІV степени.