Clive Lewis sa att det skulle vara "dåligt att aldrig säga" till möjligheten, men att han stödde Jeremy Corbyn.
Lewis sade att han var "75 % hoppfull" och Corbyn kunde leda Labour till seger vid nästa allmänna val.
Och han sa att han var "mycket" irriterad över "löjliga" spekulationer om sina ledarskapsambitioner.
Tala på BBC Radio 5 live's Pienaar's Politics, Norwich South MP - som slutade skuggan skåpet förra månaden snarare än att rösta för regeringens Brexit lagförslag - sade att det var "flacking" att vara "utnämnd som en framtida ledare".
Det var "möjligt" att vissa siffror nära Corbyn kunde ligga bakom spekulationen, sade han.
Han pressade på om han någonsin ville leda Labour och sade: " Säg aldrig det, jag kommer att säga det. Men just nu har vi en två gånger demokratiskt vald ledare, Jeremy Corbyn.
"Jag stöder fortfarande Jeremy Corbyn. Jag kommer att göra allt jag kan tillsammans med övriga kolleger i Labourpartiet i varierande grad för att se till att han blir nästa premiärminister i detta land.
"Det finns inga om, inga men. Det är där jag är."
Han frågade hur säker han var på att Corbyn skulle kunna leda Labour till en allmän valseger 2020 och svarade: "Jag skulle säga att jag är 75 procent hoppfull om att det kan hända.
"Med tanke på den situation vi befinner oss i med Brexit - den kaotiska situationen - rör den sig hela tiden. Det skulle vara en utmaning för alla ledare jag tror."
Labourledningen kom in för förnyad kritik efter att partiet förlorat sitt säte i Copeland till de konservativa i förra månadens val.
Det var den första genomvalsvinsten av ett regeringsparti sedan 1982.
På BBC:s Andrew Marr-show sa skuggkansler John McDonnell att Corbyn skulle leda Labour in i det allmänna valet 2020.
"Självklart bygger vi upp en succession för den långsiktiga framtiden och vi har fått några riktigt stora unga talanger som kommer igenom men de behöver mer erfarenhet innan de till slut kommer att lyckas", tillade han.
McDonnell uteslöt sig också kategoriskt från en framtida kampanj för ledarskapet.
Han frågade om hans anspråk på en "mjuk kupp" mot Corbyn och sade att ett "antal personer" inom partiet hade "stirrat" före byvalen i Copeland och Stoke Central.
Men han sa att han planerade att "ta en kopp te" med ärkekritikern Lord Mandelson.
"Det kommer att finnas massor av saker som vi är överens om. Det kommer att bli några meningsskiljaktigheter. Men jag tror att det viktigaste som vi har fått är ett ansvar för vårt parti men viktigare för landet, sade han.
En Labour MP som slutade frontbenchen för att rebellera över Brexit säger att han kommer att "hålla alternativet öppet" av en dag kör för ledare.