Леонид Броневой родился в Киеве. Жил под Кировом, там его отец отбывал срок в ссылке. В эвакуации закончил школу. Хотел стать лётчиком, в крайнем случае учиться дипломатии или журналистике. Пришлось актерскому мастерству. "Пришлось" это он так говорит. "Бабская профессия, всем нужно нравиться", так он про себя говорит. Сын "врага народа" смог поступить без проблем только в театральный институт в Ташкенте. После Ташкента в школу-студию МХАТа его приняли сразу на 3-й курс. Доучился. Работал в театрах Магнитогорска, Оренбурга, Воронежа, Иркутска. Последним перед Москвой был русский театр в Грозном.
В 33 года он перебрался в Москву. Сначала работал в театре имени Пушкина. Не сработался. Потом получил предложение работать у Эфроса, в театре на Малой Бронной. Играл почти весь эфросовский репертуар.
В 37 лет дебютировал в кино. Но только в 70-х он добился славы. Ему было за сорок, когда он начал сниматься у Лиозновой в "Семнадцати мгновениях весны". Именно войдя в анекдоты ("Броневой, поумал Штирлиц") актёр почувствовал народную любвь. "Покровские ворота", "Тот самый Мюнхаузен" были потом.
Броневой женился второй раз в день начала съемок у Лиозновой. Коммуналка в "Покровских воротах" была точь-в-точь, как коммуналка, в которой он жил в начале 60-х в Москве. В Ленком Марк Захаров его позвал в 1988-м, где актёр играет до сих пор, войдя в великую "захаровскую" когорту актёров.