Alëna Leonova è nata a Leningrado, nella RSFS Russa, facente parte dell'Unione Sovietica. Ha iniziato a pattinare a 4 anni.[1][2][3] Da piccoli, anche sua sorella e suo fratello hanno pattinato.[4] Sua prima allenatrice è stata Marina Vachrameeva, mentre in seguito è entrata a far parte del gruppo seguito da Tat'jana Mišina e dall'assistente Alla Pjatova; quest'ultima ha poi creato un suo proprio gruppo ed è diventata la principale allenatrice di Alëna quando la giovane pattinatrice aveva 10 anni.[2][3]
Categoria Junior
Durante la propria carriera nella categoria Junior, la Leonova è stata due volte vincitrice della Coupe de Nice ed ha ottenuto l'argento nell'evento in Romania dello Junior Grand Prix del 2007 e nei campionati nazionali juniores del 2008. Nell'agosto del 2008 si è parzialmente lacerata i legamenti dell'articolazione della caviglia destra.[4] Si è classificata quarta agli Europei del 2009 ed è stata inclusa nella squadra russa che ha preso parte ai mondiali juniores dello stesso anno, dove è riuscita a salire sul gradino più alto del podio.[4]
La Leonova ha iniziato la stagione 2010-2011 gareggiando prima nella Coupe de Nice 2010 e vincendo la medaglia d'oro e poi nel Finlandia Trophy 2010 e nella Cup of China 2010, vincendo in entrambi gli eventi il bronzo. Come l'anno precedente, si è classificata seconda ai campionati nazionali russi del 2011 ed ha poi preso parte ai mondiali dove si è classificata quarta.[5] Dopo quest'ultima competizione ha iniziato ad allenarsi a tempo pieno a Mosca con Nikolai Morozov.[6][7]
Stagione 2011-2012
Per la stagione 2011-2012, la Leonova ha deciso di partecipare a tre eventi del Grand Prix.[8] Si è classificata quarta a Skate Canada2011 e poi terza all'NHK Trophy 2011 e seconda nella Cup of Russia 2011, qualificandosi per la sua seconda finale del Grand Prix, dove ha vinto la medaglia di bronzo.
Durante i mondiali del 2012, dopo essersi piazzata al primo posto al termine del programma corto, ha conquistato la sua prima medaglia mondiale, un argento, al seguito di Carolina Kostner.[10][11] Il suo risultato è stato il primo podio russo nella competizione mondiale di singolo femminile sin dal 2005, anno in cui Irina Sluckaja ha vinto il titolo iridato.[12]
Alëna Leonova è stata poi scelta come capitano della squadra russa per il World Team Trophy del 2012, competizione nella quale ha gareggiato con un forte raffreddore e che ha concluso in settima posizione, mentre la squadra russa si è complessivamente classificata al quinto posto.[13]
Stagione 2012-2013
Per la stagione 2012-2013, la Leonova è stata assegnata alle competizioni Skate America e Cup of Russia, nella prima delle quali si è classificata settima, perdendo quindi la possibilità di partecipare alla finale del Grand Prix 2012-2013 a Soči, in Russia.[14] Nella seconda gara del circuito a cui ha partecipato, svoltasi nel suo Paese, si è invece classificata sesta con 157,27 punti, dopo aver ottenuto il quarto posto nel programma corto e l'ottavo nel libero.[15]
Una settimana prima del campionato nazionale, la Leonova ha cambiato il proprio programma libero ed ha presentato la nuova coreografia nella competizione nazionale russa, dove si è classificata settima.[16] In tale occasione è stata superata dalla più giovane Nikol' Gosvijani e non ha quindi ottenuto di poter fare parte della squadra russa per i Campionati europei di pattinaggio di figura 2013, ma dal momento che la Gosvijani era ancora troppo giovane per prendere parte ai mondiali, la Leonova ha comunque ottenuto la qualificazione per i campionati del mondo del 2013.
Nella competizione iridata ha presentato nuovamente il programma libero con il quale aveva partecipato alle gare del Grand Prix ed ha concluso l'evento in tredicesima posizione.
JGP = Junior Grand Prix J = Categoria Junior; R = Ritirata S = Risultato della squadra; P = Risultato personale (N.B. le medaglie sono state consegnate solo per i risultati della squadra)