В 1953 году будущий космонавт закончил среднюю школу, потом школу авиации и авиационное училище.
В 1960 году Алексей Архипович в возрасте 26 лет был внесён в список людей, которые в первый раз должны были полететь в космос для того, чтобы выйти в открытый космос. В одну из мартовских ночей 1965 года вместе с другим космонавтом Леонов совершил свой первоначальный полёт в космос в роли второго пилота на корабле «Восход-2». Во время этого космического путешествия Алесей Архипович совершил выход человека в открытый космос, длительность которого была 12 минут и несколько секунд.
Во время этого знаменательного события произошла внештатная ситуация. Разбухший скафандр космонавта не давал Алексею вернуться. Войти в шлюз космического корабля удалось только после того, как излишнее давление было сброшено. При этом в люк корабля Леонов залез не вперёд ногами, а вперёд головой, что было строго запрещено инструкцией.
Перед посадкой произошла ещё одна страшная история. У корабля отказала автоматическая система ориентирования. П. И. Беляеву пришлось вручную сориентировать корабль. В результате посадка была совершена в глухой пермской тайге. 2 ночи друзьям пришлось прожить в диком лесу на сильном морозе. И только на третьи сутки пришла помощь.
За этот полёт полковнику Леонову Алексею Архиповичу было присвоено звание Героя Советского Союза, а также были вручены 2 медали – орден Ленина и медаль «Золотая Звезда».
Леонов был включён в состав экипажа, который собирался лететь на Луну в самом начале декабря 1968 года. Но полёт по непонятным причинам не совершился. И это несмотря на то, что все космонавты подали заявление в Политбюро ЦК КПСС с огромной просьбой разрешить им лететь немедленно, чтобы обеспечить приоритет СССР над США. Однако этого не случилось и первыми на орбите луны оказались американцы на своём «Аполлон-8».
В 1968 году в возрасте 34 лет он закончил Военно-воздушную инженерную академию. В 1971 году был во главе экипажа Союза-11, но один из членов корабля не прошёл медосмотр и экипаж полностью сменили на дублёров, которые погибли из-за разгерметизации аппарата.
В 1975 году совершил свой повторный полёт в космос, во время которого произошла состыковка кораблей двух держав – СССР и США. В В 1970—1991 годах был заместителем начальника Центра подготовки космонавтов. В 1991 году Алексей Архипович перешёл на пенсию. Сегодня проживает в Москве. Кроме всего прочего Леонов любит писать картины. И его работы очень часто выставляются на самых разных выставках и получили много положительных отзывов. В 2013 году Алексей Архипович был назван человеком года.
Алексей Архипович Леонов женат на Светлане Павловне. У него две дочери – Виктория, которая умерла в 1996 году и Оксана.