Марина Леонова родилась 18 февраля 1949 года в Москве. Танцами занимается с семи лет. В 1968 году выпустилась из МГАХ, где обучалась в классе С.Н. Головкиной (на тот момент директор академии). С 1969 по 1989 была артисткой Большого театра. В 1991 году получила педагогическое образование в ГИТИСе, в 1999 году защитила степень "профессора". С 2002 года — ректор академии хореографии.
Среди ее учениц Светлана Лунькина, К. Нагата, Нино Асатиани, Наталья Осипова.
За заслуги в области отечественной культуры и искусства Леонова удостоилась ордена "За заслуги перед Отечеством" IV степени. Также она заслуженная артистска РСФСР, народная артистка России и обладатель Ордена Почета.