Иван Антонович родился 1 февраля 1923 года в Орловской области в многодетной семье. Окончил семь классов, учился в ФЗУ, работал на Бежицком заводе «Красный Профэнтерн» слесарем по сборке бронепоездов. В марте 1940 года поступил учиться в Армавирскую школу пилотов.

Боевое крещение прошел во время ожесточенных боев над Курской дугой. Тогда Ивану Леонову было всего 20 лет. Здесь он сбил свой первый вражеский бомбардировщик Ю-88. Вскоре на счету Леонова было полсотни боевых вылетов и семь пораженных самолетов противника. Пять из них сбил лично, два - в групповом бою.

15 июля 1943 года во время проведения аэрофотосъемки скопления вражеских эшелонов на перегоне Орел–Поныри, молодого Ивана и командира звена настигли вражеские истребители. Два немецких самолета удалось подорвать, но свинцовый град все-таки пробил кабину Леонова.

Левое плечо пронзила боль, и рука повисла плетью. Самолет Ивана вошел в штопор. Едва оставаясь в сознании, летчик выбрался из кабины и дернул кольцо парашюта.

Упал Иван в болото. Оттуда сослуживцы вынесли в первую линию окопов. Затем медсанбат, следом фронтовой госпиталь. А потом и вовсе - ампутация левой руки по самое плечо. По-другому было никак. Хирурги еле откачали, так как у пилота была раздроблена лопатка, поврежден плечевой сустав и пробито легкое. Но не смотря на успешные операции, началась гангрена. Друзья-летчики решили, что Леонову надо в Москву. Никого не поставив в известность, они привезли молодого Ивана на аэродром и первым санитарным бортом отправили в столицу.

После выздоровления летчик отказался от инвалидности, добился возвращения в действующую армию и оказался на одном из передовых корректировочных воздушных постов. Там он ежедневно мечтал вернуться в небесный строй.

Из подручных материалов он сделал себе наплечник и приделал к нему шарнир, который подсоединялся к ручке газа. Опробовал на земле — получилось.

Не теряя времени, воодушевленный своим изобретением Иван Антонович направился на прием к командующему 1-й воздушной армией легендарному летчику Герою Советского Союза Михаилу Громову. Офицер поначалу взорвался от негодования: как так, пришел однорукий, да еще и просит о допуске к полетам. Но после остыл и приказал выделить в распоряжение Леонова самолет По-2.

Экзамен по пилотированию у Ивана Антоновича принимал лично Громов. Леонов сдал на «отлично». Так, он был определен в 63-ю отдельную эскадрилью, которая занималась транспортировкой раненых бойцов и доставкой грузов в отряды партизан.

Кроме Курской битвы, Иван Антонович участвовал в освобождении Орши, Минска, Бобруйска, Лиды. Войну закончил под Кенигсбергом. За время кровавой бойни сороковых его трижды считали погибшим.

После войны Иван Леонов работал в детском доме директором, чуть позднее – преподавателем в Тульском автотранспортном техникуме. Вместе с женой Ниной воспитал двух своих дочерей и еще пятерых приемных детей, родители которых погибли на войне.

Леонов - Герой России, почетный гражданин города-героя Тулы, педагог, писатель, былинный русский богатырь. Был награжден тремя орденами Боевого Красного Знамени, Отечественной войны, медалями «За отвагу», «За оборону Москвы», «За взятие Кенигсберга», «За Победу над Германией» и др.

На сегодняшний день Иван Антонович является единственным в мире боевым летчиком, который воевал в небе с ампутированной рукой. Этот подвиг занесен в Книгу рекордов Гиннесса.