Leila Barros begann als Fünfzehnjährige mit dem Hallen-Volleyball. 1994 wurde sie mit der brasilianischen Nationalmannschaft Vizeweltmeisterin. Den zweiten Platz erreichte die Brasilianerin auch mit ihrem Team beim World Grand Prix 1995. In den Jahren 1996 und 1998 bekam sie bei dieser Veranstaltung sogar die Goldmedaille und wurde als Most Valuable Player ausgezeichnet. 1999 reichte es noch einmal zur Silbermedaille und 2000 stand Leila Barros nach dem Gewinn der Bronzemedaille zum fünften Mal bei einem Grand Prix auf dem Treppchen. Die gleiche Farbe hatten auch die Medaillen bei den Olympischen Spielen 1996 in Atlanta und 2000 in Sydney.