Leo Lehtosen isä Väinö Lehtonen toimi rehumestarina Helsingin Korkeasaaren eläintarhassa. Lehtonen kirjoitti ylioppilaaksi Lapinpuiston yhteislyseosta vuonna 1938 ja opiskeli eläintiedettä. Toinen maailmansota katkaisi hänen opintonsa ja hän palveli talvi- ja jatkosodassa, viimeksi pioneerijoukkojen luutnanttina. Hän valmistui 1940-luvun loppupuolella filosofian maisteriksi ja opetti 30 vuotta biologiaa ja maantietoa Lauttasaaren yhteiskoulussa, josta jäi eläkkeelle vuonna 1977. Hän väitteli filosofian tohtoriksi vuonna 1971 kuikan pesinnästä.