Desde que rodó su primer largometraje, Jardines Colgantes con Pablo Llorca en 1993 no ha parado. Alguno de los títulos más remarcables de su filmografía son: La Primera Noche de mi Vida, de Miguel Albaladejo (1998), La Hora de los Valientes, de Antonio Mercero (1999), Son de Mar, de Bigas Luna (2001), A mi Madre le Gustan las Mujeres, de Daniela Fejerman e Inés París (2002), Hable con Ella, de Pedro Almodóvar (2002), Deseo, de Gerardo Vera (2002), Mauvais Esprit, de Patrick Alessandrin (2002) y En la Ciudad, de Cesc Gay. En Mi Vida sin Mi, de Isabel Coixet, Leonor interpreta magistralmente a la vecina de Ann.