Родился 19 декабря 1906 г. (1 января 1907 г.) в с. Каменское (ныне г. Днепродзержинск), в семье рабочего. В Вооруженные Силы призван 6 октября 1935 г. С октября 1936 г. по июнь 1941 г. — в запасе.
В годы Великой Отечественной войны — заместитель начальника политуправления Южного фронта (с 28 июня по 16 сентября 1941 г.); заместитель начальника политуправления Черноморской группы войск Северо-Кавказского округа (с 8 октября 1942 г. по 1 апреля 1943 г.), начальник политуправления армии (по июнь 1945 г.), начальник политуправления 4-го Украинского фронта (июнь—июль 1945 г.).
После войны — начальник политуправления Прикарпатского военного округа (с июля 1945 г. по 6 сентября 1945 г.); в запасе (с 18 июня 1946 г. по 21 мая 1953 г.). 21 мая 1953 г. Приказом министра обороны СССР №01608 Л.И. Брежнев был определен в кадры Советской Армии и утвержден заместителем начальника Главного политического управления. 27 февраля 1954 г. решением Президиума ЦК КПСС он был освобожден от занимаемой должности "в связи с избранием вторым секретарем Центрального Комитета Коммунистической партии Казахстана с оставлением в кадрах Советской Армии".
Л.И. Брежнев — четырежды Герой Советского Союза (18.12.1966 г., 18.12.1976 г., 19.12.1978 г., 18.12.1981 г.) и Герой Социалистического Труда (06.1961 г.), награжден 8 орденами Ленина, 2 орденами Октябрьской Революции, 2 орденами Красного Знамени, орденом Богдана Хмельницкого II степени, орденом Отечественной войны I степени, орденом Красной Звезды, орденом "Победа", медалями, а также орденами и медалями иностранных государств.
В сентябре 1989 г. Президиум Верховного Совета СССР отменил Указ 1978 г. о награждении Л.И. Брежнева орденом "Победа" «... как противоречащий статусу этого ордена».
Воинские звания: полковник — присвоено 15 декабря 1942 г., генерал-майор — 2 ноября 1944 г., генерал-лейтенант — 4 августа 1953 г., генерал армии — 22 марта 1974 г., Маршал Советского Союза — 7 мая 1976 г.
Член КПСС с 1931 г., член ЦК КПСС с 1952 г., член Политбюро ЦК КПСС с 1957 г., депутат Верховного Совета СССР 3-10-го созывов.
Л.И. Брежнев умер 10 ноября 1982 г. Похоронен на Красной площади в Москве.