В ряды Рабоче-крестьянской Красной Армии был призван Новоусманским районным военкоматом Воронежской области в ноябре 1941 года. В боях с немецко-фашистскими захватчиками с конца ноября 1941 года. Воевал в артиллерийском расчёте сначала подносчиком снарядов, затем заряжающим артиллерийского орудия. Весной 1943 года Леонид Ильич окончил полковую школу младших командиров, получил воинскую специальность наводчика артиллерийского орудия. С 9 июля 1943 года младший сержант Л. И. Попов на Воронежском фронте. В составе 2-й батареи 1010-го артиллерийского полка 241-й стрелковой дивизии27 армии Леонид Ильич участвовал в контрударе войск фронта под Обоянью. Особо отличился в ходе Белгородско-Харьковской операции при отражении танкового контрудара немецко-фашистских войск южнее Ахтырки.
19 августа 1943 года по приказу командования 2-я батарея 1010-го артиллерийского полка выдвинулась на танкоопасное направление в район села ПархомовкаКраснокутского районаХарьковской области для огневой поддержки 317-го стрелкового полка 241-й стрелковой дивизии. Развернувшись на позициях в ржаном поле, артиллеристы не успели даже как следует окопаться, когда на дороге показалась колонна из 50 немецких танков «Тигр» и самоходных артиллерийских установок «Фердинанд». Орудие, наводчиком которого был Леонид Попов, располагалось на правом фланге батареи всего в 20 метрах от дороги и оказалось ближайшим к противнику. Оно и приняло на себя первый удар немецких танков. Подпустив противника на расстояние 400 метров, расчёт с первого выстрела поджёг головной «Тигр». Когда немецкие машины начали разворачиваться в боевой порядок, расчёт подбил ещё один немецкий тяжёлый танк. Следом в бой вступила вся батарея. Ответным огнём немцы накрыли позиции артиллеристов. В небе появилось до 20 вражеских бомбардировщиков, которые нанесли по позициям советской пехоты и артиллерии бомбовый удар. Немецкие автоматчики предпринимали попытки обойти позиции обороняющихся с тыла. Из всего расчёта в строю остался только сам Леонид Ильич, но орудие было разбито. Соседний расчёт тоже вышел из строя, но их пушка уцелела, и он продолжил вести из неё огонь, в одиночку уничтожив ещё два танка. Его орудие замолчало лишь после прямого попадания вражеского снаряда. После отражения немецкой контратаки тяжело раненого бойца эвакуировали в госпиталь.
Похоронен в братской могиле советских воинов на гражданском кладбище села Морозовка Брусиловского района Житомирской области Украины.
Указом Президиума Верховного Совета СССР «О присвоении звания Героя Советского Союза генералам, офицерскому, сержантскому и рядовому составу Красной Армии» от 10 января 1944 года за «образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистскими захватчиками и проявленные при этом отвагу и геройство» удостоен посмертно звания Героя Советского Союза[3].
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь / Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов. — М.: Воениздат, 1988. — Т. 2 /Любов — Ящук/. — 863 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-203-00536-2.
Гринько А. И., Улаев Г. Ф. Богатыри земли воронежской. — Воронеж: Центрально-Чернозёмное кн. изд-во, 1965. — С. 362—363. — 608 с.
Калинин В. В., Макаренко Д. Г. Герои подвигов на Харьковщине. — Харьков: Прапор, 1970. — С. 339—341. — 463 с.
Примечания
↑В списке безвозвратных потерь 241-й стрелковой дивизии значится как Попов Леонтий Ильич (ЦАМО, ф. 58, оп. 18001, д. 1177)
↑На момент представления к званию Героя Советского Союза — младший сержант