Советский писатель, Герой Социалистического Труда (1968), лауреат Сталинской премии второй степени (1943), депутат Верховного Совета СССР 5 — 8 созывов (1958—1971), член Президиума Верховного Совета СССР 8-го созыва с 1970 года. Леонид Сергеевич родился 9 (21) июля 1898 года в Иркутске в семье офицера из мелкопоместных дворян. В 1910 — 1916 годах учился в III Александровском кадетском корпусе, а в мае 1916 года был зачислен в Морской кадетский корпус. Участвовал в Моонзундском сражении и в Ледовом походе Балтийского флота. В 1918 — 1931 годах служил в Красном Флоте в качестве штурмана линейного корабля «Андрей Первозванный» и эскадренного миноносца «Орфей», флагманскиого штурмана отряда сторожевых кораблей Морской пограничной охраны ОГПУ. С 1930 года член ЛОКАФ, с 1931 года — оргсекретарь Ленинградско-Балтийского отделения ЛОКАФ и секретарь журнала «Залп». Член правления СП СССР с 1934. В 1938 переехал в Москву. Участвовал в советско-финляндской войне 1939—1940 годов. В годы Великой Отечественной войны работал корреспондентом газеты «Правда», Совинформбюро и Главного политического управления Военно-Морского Флота. В 1957 — 1970 годах — председатель правления Союза писателей РСФСР.
Оставаясь всю жизнь беспартийным, настаивал на необходимости партийного руководства Союзом писателей.
Неизлечимо болея раком желудка, застрелился 17 февраля 1971 года. Невзирая на завещание, где Соболев просил развеять его прах над морем, был похоронен на Новодевичьем кладбище (участок № 7).
Во время Великой Отечественной войны передал присуждённую ему Сталинскую премию в Фонд обороны.
Впервые выступил в печати в 1926 году с очерком «„Ленин“ в Ревеле». Впоследствии главное место в творчестве Леонида Соболева заняла морская тематика, которой посвящены рассказы 1930-х годов, роман «Капитальный ремонт» (1932 год, новые главы добавлены в 1962 году), сборник фронтовых очерков и рассказов «Морская душа» (1942 год), повесть «Зелёный луч» (1954 год).
Им были написаны литературно-критические и публицистические книги «На главном курсе» (1969 год), «Ветер времени» (1970 год) и другие, киносценарии.
В 1935 году совершил поездку в Среднюю Азию и Казахстан, что создало дополнительную базу для творчества: он внёс вклад в перевод с казахского на русский язык эпопеи «Путь Абая» М. О. Ауэзова, вместе с которым в 1941 году он написал трагедию «Абай». Автор труда «Эпос и фольклор казахского народа», статей об Абае, Джамбуле и других казахских писателях.