Han ble før 2019-sesongen ny hovedtrener for daværende Trondheims-Ørn i Toppserien for kvinner. I hans første sesong ledet han laget til en 7. plass. Året etter skiftet klubben navn og ble til Rosenborg. Laget imponerte under Leins ledelse og gikk ubeseiret gjennom sesongen, likevel holdt det bare til 2. plass. Det var dog klubbens klart beste sluttplassering siden 2006, og Lein ble kåret til årets trener i Toppserien. Han trakk seg som hovedtrener for Rosenborg etter 2023-sesongen.