Советский актер, режиссер и сценарист Леонид Федорович Быков родился 12 декабря 1928 года в селе Знаменское Славянского района Донецкой области. Его отец, Федор Иванович, был рабочим, мать, Зинаида Петровна, до рождения сына работала в Харьковском ТЮЗе.
С детства Леонид Быков мечтал об авиации и дважды поступал в летные училища. Первый раз в 1943 году в Барнауле, где получил отказ из-за приписанного себе возраста и маленького роста (на тот момент 136 см). В 1945 году в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург) он поступил во Вторую спецшколу для летчиков (Аэротура), где проучился всего лишь месяц. Из-за маленького роста его из школы отчислили, и на этом летная карьера Леонида Быкова закончилась.
В 1946 году Быков попробовал поступить в Киевскую школу актеров, но провалился на вступительных экзаменах. Затем он отправился в Харьков, где после успешной сдачи экзаменов был зачислен на первый курс театрального института.
Окончив институт в 1951 году, Быков попал в труппу Харьковского театра имени Тараса Шевченко. В 1952 году сыграл свою первую роль в кино. Это был фильм режиссеров Исаака Шмарука и Виктора Ивченко "Судьба Марины". В 1954 году Быков был приглашен на роль в фильме "Укротительница тигров", который имел огромный успех у публики. Одновременно со съемками в "Укротительнице тигров " Быков начал сниматься в картине Анатолия Граника "Максим Перепелица", который еще больше закрепил успех актера среди зрителей.
Во второй половине 1950-х годов Быков продолжил активно сниматься в кино, сыграв в таких лентах, как "Добровольцы", "Дорогой мой человек", "Майские звезды". В 1961 году на экраны Советского Союза вышла картина "Алешкина любовь". Быков сыграл в ней одну из лучших своих ролей в кинематографе и по праву занял ведущее место среди советских актеров того времени.
В том же году Леонид Быков впервые попробовал себя в режиссуре, сняв вместе с Гербертом Раппопортом короткометражный фильм "Как веревочка ни вьется…"
В 1963 году он уже самостоятельно снял комедию "Зайчик", в которой сыграл главную роль.
Во второй половине 1960-х годов карьера Быкова пошла на спад — ставить новые фильмы не давали, снимался актер мало, не находя подходящих ролей ни в Ленинграде, ни в Киеве.
В конце 1960-х годов в содружестве со сценаристами Евгением Оноприенко и Александром Сацким Быков написал сценарий будущего фильма "В бой идут одни старики". Однако ставить картину долго не давали, считая ее не слишком героической. Чтобы доказать обратное, Быков начал "обкатывать" сценарий на сцене, выступая с чтением отдельных кусков сценария в самых различных городах Советского Союза. Эти выступления имели большой успех у слушателей. В конце концов съемки фильма разрешили, Быков приступил к ним в 1972 году.
Картина "В бой идут одни старики" вышла на экраны страны в начале 1974 года и имела огромную популярность у публики. На Всесоюзном фестивале в Баку фильм получил почетный приз.
В 1975 году Быков приступил к съемкам новой картины, темой которой вновь стала война. Фильм получил название "Аты-баты, шли солдаты" (сценарий написали Борис Васильев и Кирилл Раппопорт). В главных ролях в нем снялись Владимир Конкин и сам Леонид Быков. Съемки картины проходили под Загорском в феврале 1976 года и были довольно сложными из-за сильных морозов. После этой работы у Быкова случился второй инфаркт.
В 1978 году Быков приступил к съемкам картины "Пришелец", но так и не успел закончить фильм. 11 апреля 1979 года Быков возвращался на своей машине с дачи под Киевом. Впереди него двигался асфальтировочный каток, и Быков решил его объехать. Однако, как только он начал обгон, ему навстречу выскочил грузовик. Чтобы избежать лобового столкновения, Быков вывернул руль в сторону и на всей скорости врезался в каток.
Похоронен актер в Киеве, на Байковом кладбище.
Леонид Быков — заслуженный артист РСФСР (1965), Народный артист УССР (1974), лауреат Государственной премии Украинской ССР (1977).\
В 1982 году о Леониде Быкове на киностудии имени Довженко был снят фильм "…которого любили все".
В 1994 году Международный астрономический союз присвоил одной из малых планет имя "Быков".
В Киеве и Харькове установлены посвященные Быкову мемориальные доски, вблизи села Димер на месте автокатастрофы, в которой погиб артист, открыт памятник (1998). В 2001 году в Киеве был открыт памятник Леониду Быкову в роли капитана Титаренко, как память о погибших летчиках-героях. В апреле 2002 года в городе Краматорске был установлен бронзовый бюст Леонида Быкова работы скульптора Сергея Гонтаря.
В честь актера назван бульвар в Киеве.
Существует медаль имени Леонида Быкова "За содействие развитию культуры" — негосударственная награда, присуждаемая коллегией отдела культуры Краматорского исполкома людям, которые внесли большой вклад в развитие культуры города и Украины.
Леонид Быков был женат на Тамаре Кравченко, с которой познакомился в Харьковском театральном институте. В семье родились двое детей — сын Александр (Лесь, 1956) и дочь Марьяна (1958).