Leno és fill d'immigrants bielorussos. Va representar la selecció alemanya en diverses categories juvenils, i el 2009 va guanyar el Campionat Europeu Sub-17 de la UEFA 2009. També va ser convocat a la Copa Mundial de Futbol Sub-17 de 2009. Amb la sub-21 va disputar l'Eurocopa Sub-21 de 2013, en la qual va jugar dos partits i li van marcar quatre gols. Va ser inclòs per Joachim Löw per disputar l'Eurocopa 2016, en la qual van ser van ser eliminats per França en la semifinal, i la Copa Confederacions 2017, que van guanyar i on Leno va jugar un partit davant Austràlia.