Журналист, международный обозреватель, телеведущий, писатель и Youtube-блогер. Лауреат телевизионной премии «ТЭФИ» и «ТЭФИ-Регион». Член Союза писателей с 1986 года, начинал с детективной прозы и удостоился премии Московского комсомола в области литературы и искусства.

Печататься начал в 1973 году в газете «Пионерская правда». Окончил международное отделение факультета журналистики МГУ им. М.В. Ломоносова.

В 1979–1993-м работал в еженедельнике «Новое время«, последняя должность — заместитель главного редактора. В 1993–1996-м — в газете «Известия», заместитель главного редактора, куратор международного раздела.

В 1979–1993-м работал в еженедельнике «Новое время«, последняя должность — заместитель главного редактора. В 1993–1996-м — в газете «Известия», заместитель главного редактора, куратор международного раздела.

Одновременно с октября 1994 года вел на Российском телевидении (ныне канал «Россия 1«) международные программы «Де-факто» и «Мир без границ». В 1996 году окончательно ушел на телевидение, политический обозреватель ВГТРК.

В 1997 году перешел в телекомпанию «ТВ Центр». Вел еженедельную программу «Особая папка». Для «Особой папки» были характерны серьезность анализа и насыщенность информацией. Первостепенное значение придавалось поиску редких документальных кадров. Многие фильмы из «Особой папки» вышли на DVD, куплены другими телевизионными каналами, вновь и вновь выходят в эфир.

Программа «Особая папка» в 2000 году была удостоена премии мэра Москвы, в 2001-м премии Союза журналистов России и гран-при Международного телекинофорума в Ялте «Вместе».

Параллельно три с лишним года выступал с ежедневным политическим комментарием в вечерней программе новостей «ТВ Центра». Он вел ток-шоу «Версты» (2003–2006 годы) и программу «Еще не поздно» (2012 год) на канале «ТВ Центр». На «Пятом канале» он был соведущим популярной программы «Суд времени» (2010 год), которая вызвала большой резонанс в обществе и которую многие критики занесли в список лучших программ года. На канале «Россия» вел ток-шоу «Загадка судьбы» (2015 год).

С 2014 года руководит дирекцией историко-публицистических программ Общественного телевидения России. Снимает фильмы на историческую тематику, ведет еженедельную программу «Вспомнить все».

Главный профессиональный интерес Леонида Млечина — документалистика. По его сценариям сняты сотни исторических фильмов, в основном посвященных политической истории нашей страны. Они вызывали и вызывают неподдельный интерес зрительской аудитории. Работы Млечина отличают глубина анализа, точность в изложении исторических фактов, увлекательность и способность проникнуть в характер своих героев — крупнейших политиков ХХ столетия. Его исторические изыскания играют важную роль в познании и понимании истории Отечества.

Дважды (в 2007 и 2009 годах) профессиональное сообщество отмечало его премией ТЭФИ за лучший сценарий документального фильма. В 2015 году ему вручили Специальный приз Академии Российского телевидения — «за вклад в развитие российского телевидения».

Правительство Российской Федерации в 2014 году удостоило телепрограмму «Документальное кино Леонида Млечина» премией в области средств массовой информации. Он отмечен высшей наградой Союза журналистов России — премией «Золотое перо России» — «за выступления на историческую тему в прессе, на радио и телевидении» (2014 год).

Председатель правления Международной Академии телевидения и радио. Председатель жюри Всероссийского фестиваля социально значимых телепрограмм и фильмов «Герой нашего времени», Всероссийского конкурса средств массовой информации «Патриот России», Международного телефестиваля «Человек и море».

За большой вклад в развитие отечественного телевидения и многолетнюю плодотворную деятельность Леонид Млечин награжден орденом Почета (2018 год), орденом Дружбы (2011 год), медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени (2007 год), заслуженный работник культуры Российской федерации.

Несколько лет Леонид Млечин был постоянным гостем в популярной рубрике «Особое мнение» на радиостанции «Эхо Москвы». Вел еженедельную историческую колонку в газете «Московский комсомолец». Избирался в палату медиа-сообщества Общественной коллегии по жалобам на прессу.

С осени 2017 года Леонид Млечин ведет свой канал на Youtube под названием «История Леонида Млечина».