Leko 2002-ben, Magyarország ellen mutatkozott be a horvát válogatottban, azonban a 2002-es világbajnokság horvát keretében még nem szerepelt. A 2004-es Európa-bajnokság selejtezőjében Belgium ellen gólt szerzett, és ott volt az Európa-bajnokságon is, de a tornán csak 22 perc játéklehetőséget kapott. Játszott a 2006-os világbajnokságon is, Brazília és Ausztrália ellen lépett pályára csereként. Benne volt a 2008-as Európa-bajnokság horvát keretében.