Леонид Игоревич Маркелов родился 25 июня 1963 г. в Москве в семье служащих. Русский.
Отец - Маркелов Игорь Иванович, работал начальником одного из управлений Министерства сельского хозяйства СССР.
Мать - Хазова Галина Фёдоровна, была замужем за Игорем Ивановичем Маркеловым, развелась с ним в 1972 году и воспитывала Леонида Маркелова одна
1986 г. - окончил Военный Краснознамённый институт Министерства обороны СССР по специальности "юриспруденция".
Службу на территории Марийского края в военной прокуратуре на различных прокурорско-следственных должностях.
После увольнения из армии в 1992 году занимался юридической практикой в качестве адвоката Межреспубликанской коллегии адвокатов.
В 1995 году избран депутатом Государственной Думы второго созыва по федеральному списку партии ЛДПР. Входил во фракцию ЛДПР. При разделении постов между партиями в Государственной думе по квоте ЛДПР был избран заместителем председателя Комитета Государственной Думы по образованию и науке. В Республике Марий Эл одновременно фактически возглавил Марийское республиканское отделение ЛДПР.
В 1996 году принимал участие в выборах Президента Республики Марий Эл. Выборы проходили в крайне напряженной обстановке. Депутат Государственной Думы Галина Старовойтова в записке на имя руководителя Администрации Президента России Анатолия Чубайса, писала: "Обстановка в республике крайне напряженная. Сторонники Леонида Маркелова ездят по деревням и угрожают сжечь деревню, если деревня проголосует против него. Ожидаются столкновения между сторонниками Л. Маркелова и В. Кислицына в г. Йошкар-Оле". Набрав 29,21 % голосов, Маркелов проиграл выборы, уступив Вячеславу Кислицыну. Тогда же создал Марийское региональное общественно-политические движение "Блок Маркелова", а с 1998 года по декабрь 1999 года издавал одноименную политическую газету.
С 1997 по 1999 год — член Комитета по бюджету, налогам, банкам и финансам Государственной Думы Российской Федерации.
В декабре 1999 года избирался депутатом Государственной Думы третьего созыва в одномандатном округе № 18 (Марийский), получил 25,44 % голосов, выборы в округе проиграл. Был включён в федеральный список избирательного объединения ЛДПР (2-й номер в Поволжской группе). После отмены регистрации списка ЛДПР не вошёл в федеральный список вновь созданного избирательного блока "Блок Жириновского".
В 2000 году был назначен на должность заместителя генерального директора ОАО "Росгосстрах", 100 % акций которого на тот момент принадлежало государству. Но ни кабинета, ни самой деятельности Маркелова в этой должности обнаружить не удалось.
В декабре 2000 года вновь баллотировался на пост Президента Республики Марий Эл. Вышел во второй тур вместе с действующим тогда президентом Вячеславом Кислицыным. 4 января 2001 года выиграл выборы, получив 58,23 % голосов избирателей. На следующий день после своего избрания в интервью местной радиостанции заявил, что только контроль за выборами со стороны представительства Президента РФ в Приволжском федеральном округе обеспечил его победу.
В июне 2003 года на XVIII сессии Государственного Собрания республики депутаты марийского парламента приняли решение об увеличении сроков пребывания на должности президента республики и депутатов Госсобрания до пяти лет
19 декабря 2004 года он был избран на пост Президента Республики Марий Эл. Получил 56,86 % голосов избирателей. Срок окончания полномочий — декабрь 2009 года.
Избирательная компания в думу Республики в 2009 году, по мнению экспертов, была крайне жестокой. Власти республики злоупотребляли административным ресурсом для борьбы с оппозицией. Таково мнение экспертов. В ходе этой выборной компании были отмечены многочисленные нарушения избирательного законодательства, когда лидерам оппозиционных партий было отказано в предоставлении помещений для встреч с избирателями и результаты голосований явно подтасовывались — о чём заявил депутат от КПРФ Николай Харитонов. В знак протеста против "грязных региональных выборов" три партии: ЛДПР, Коммунистическая партия и "Справедливая Россия" — 14 октября 2009 года совместно (чего уже много лет не наблюдалось) покинули зеседание Государственной думы
Партия Единая Россия выиграла эти региональные выборы, и в октябре 2009 года Борис Грызлов заявил, что Леонид Маркелов вновь выдвинут партией "Единая Россия" на пост президента Марий Эл. Это выдвижение было вполне очевидным. В ноябре президент России Дмитрий Медведев утвердил список претендентов на пост главы республики[16]. 29 декабря Медведев внёс на рассмотрение парламента республики кандидатуру Маркелова для продления срока его полномочий. Маркелов поблагодарил за доверие: "Для меня — это дополнительная ответственность, это третий срок работы"[17].
31 декабря 2009 года парламент республики на внеочередной сессии утвердил Леонида Маркелова в должности на третий срок.
Женат. Супруга — Маркелова Ирина Константиновна (род. 1977). Закончила Оршанское педагогическое училище. Дети: сын Игорь (род. 2000) и дочь Полина (род. 2003)
Член КПСС с 1988 года по август 1991 года.
Член ЛДПР в 1990-х - начале 2000-х гг.
Член партии "Единая Россия" с мая 2001 г.
Кандидат философских наук.
Государственные награды:
орден "За заслуги перед Отечеством" IV степени (23 августа 2010) — "за большой вклад в социально-экономическое развитие республики и многолетнюю плодотворную работу"
орден Дружбы (19 декабря 2004 года) — "за большой вклад в социально-экономическое развитие республики, укрепление дружбы и сотрудничества между народами"
медаль "В память 850-летия Москвы"
Почётная грамота Правительства Российской Федерации (22 июня 2005 года) - "за большой личный вклад в социально-экономическое развитие Республики Марий Эл"
Награды Русской Православной Церкви:
Орден святого благоверного князя Даниила Московского II степени (2004)
Ведомственные награды:
Медаль Анатолия Кони (Министерство юстиции Российской Федерации, 2001 год)
Золотая медаль "За вклад в развитие агропромышленного комплекса" (Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, 2005 год)
Медаль "За безупречную службу"
Прочие награды:
Императорский "орден" Святой Анны II степени (6 мая 2013) — в воздаяние заслуг перед Отечеством