Acteur britannique d’origine juive, Leo Genn a étudié au St Catharine’s College de Cambridge, réussissant ses études d’avocat. Toutefois, il choisit de se réorienter vers l’art dramatique et entame une brillante carrière théâtrale au début des années 30. Cela lui permet même d’être membre de la prestigieuse Old Vic Company au milieu de cette même décennie. Parallèlement, il débute au cinéma dans des rôles secondaires comme dans Alerte aux Indes (Korda, 1937) ou encore Pygmalion (Asquith, Howard, 1938).
Durant la Seconde Guerre mondiale, Leo Genn s’engage dans l’Artillerie royale et atteint le grade de Lieutenant-colonel en 1943. En 1944, il est dégagé de son service pour interpréter le rôle du connétable dans le Henry V de Laurence Olivier.
Après la guerre, il multiplie les seconds rôles et apparaît même en tête d’affiche dans Le cheval de bois (Lee, 1950). Toutefois, il est vraiment repéré en interprétant le rôle de Petronius dans Quo Vadis (LeRoy, 1951) qui lui vaut une nomination aux Oscars. On le retrouve dans Les bérets rouges (Young, 1953), Moby Dick (Huston, 1956), L’affaire Dreyfus (Ferrer, 1958), Le jour le plus long (collectif, 1962), Les 55 jours de Pékin (Ray, 1963).
A partir de cette époque, il accepte aussi des rôles dans des films plus populaires. Ainsi, il est inspecteur dans Le cirque de la peur (Moxey, 1966), Lord dans Le trône de feu (Franco, 1970), puis enchaîne avec Le venin de la peur (Fulci, 1971), Le silencieux (Pinoteau, 1973) et termine sa riche carrière avec la comédie horrifique Frightmare (Walker, 1974).
Leo Genn décède d’une crise cardiaque en 1978 à l’âge de 72 ans.