Am 17. Mai 2016 berief Löw Leno gemeinsam mit ter Stegen hinter Manuel Neuer in den vorläufigen Kader für die EM in Frankreich. Sein Debüt gab er am 29. Mai 2016 im Freundschaftsspiel gegen die Slowakei, in dem er von Beginn an aufgeboten wurde und zwei Gegentreffer hinnehmen musste. Er wurde zur zweiten Halbzeit für ter Stegen ausgewechselt. Am 31. Mai 2016 wurde er in den endgültigen EM-Kader berufen. Im Turnier kam Leno nicht zum Einsatz. Die deutsche Mannschaft schied nach einer 2:0-Niederlage im Halbfinale gegen den Gastgeber aus.