A incursão de Leonardo Santos nas artes marciais começou no Jiu-Jitsu na segunda metade da década de 1980. Aos seis anos de idade, Léo começou a treinar no Mello Tênis Clube, no subúrbio do Rio de Janeiro, com o primo e co-fundador da Nova União, Wendell Alexander. A faixa-preta de Léo chegou em 1999 e, ao longo dos anos de competidor, tornou-se multicampeão obtendo grande destaque no cenário competitivo, faturando o ouro em campeonatos brasileiros e mundiais. Como passagens memoráveis de sua carreira no Jiu-Jitsu e grappling, podemos destacar a disputa contra Royler Gracie, no Campeonato Mundial de Jiu-Jitsu, em 1999, e a finalização lendária, um armlock voador aplicado em Georges St. Pierre, no ADCC, em 2005.

 

A estreia no MMA ocorreu em 2002, substituindo o colega de equipe Vitor Shaolin em luta contra Takanori Gomi, ex-campeão do Pride, no Shooto – Treasure Hunt 7. Desafio de peso para o estreante determinado a mostrar o seu potencial. A transição definitiva, do Jiu-Jitsu para o MMA, ocorreu em 2006. A partir de então, Leonardo Santos marcou presença em eventos de renome como o Cage Warriors e o Shooto Brasil. O ponto de inflexão na carreira como lutador consolidado de MMA veio em 2013, quando foi convidado a integrar o time de lutadores no TUF Brasil 2. Na luta que definiria o campeão do programa, contra William Macario, Léo ganhou o combate por finalização, conseguindo assinar contrato com o UFC, a maior organização de MMA do mundo, da qual ele faz parte até hoje.