Леонид Фёдорович Ильичёв родился 2 (15) марта 1906 г. в Екатеринодаре
В 1918—1924 годах — рабочий.
В 1930 году окончил Северокавказский коммунистический университет, а в 1937 году — Институт красной профессуры (философия). В 1937—1944 годах занимался преподавательской деятельностью.
Около двадцати лет работал в центральной печати (ответственный секретарь журнала "Большевик" в 1938—1944 годах; главный редактор газеты "Известия" в 1944—1948 годах; главный редактор газеты "Правда" в 1951—1952 годах; заведующий Отделом печати Министерства иностранных дел СССР в 1953—1958 годах, одновременно возглавлял редакцию журнала "Международная жизнь").
В 1958—1961 годах — заведующий Отделом пропаганды и агитации ЦК КПСС. Один из авторов книги "Лицом к лицу с Америкой" (1959). В 1961—1965 годах — секретарь ЦК, председатель Идеологической комиссии. Идеолог хрущёвской антирелигиозной кампании. Под его руководством комиссия разработала "Мероприятия по усилению атеистического воспитания населения", оформленные в виде постановления ЦК КПСС от 2 января 1964 года. Антирелигиозный смысл постановления Л. Ф. Ильичёв дополнительно усилил в программной статье в журнале "Коммунист".
Принял участие в подавлении выступлений 1962 года в Новочеркасске (Новочеркасский расстрел).
В 1965—1989 годах — заместитель министра иностранных дел СССР, с 1989 года — советник при МИД СССР.
Кандидат в члены ЦК КПСС (1952—1956 и 1981—1990). Член Центральной ревизионной комиссии КПСС (1956—1961 и 1976—1981). Член ЦК КПСС (1961—1966).
Автор работ по диалектическому и историческому материализму, внешней политике СССР и международным отношениям ("О роли личности в истории", 1941; "Прогресс науки и техники и международные отношения", 1958; "Научная основа руководства развитием общества", 1962, и др.). Являлся председателем Научного совета АН СССР по комплексной проблеме "Закономерности развития социализма и перехода к коммунизму".
Умер 18 августа 1990 г. Похоронен на Кунцевском кладбище в Москве.
Награды: три ордена Ленина (14.03.1986), пять орденов Трудового Красного Знамени, орден Отечественной войны 1-й степени, орден Октябрьской Революции, орден "Знак Почёта", а также медали.
Доктор философских наук, действительный член АН СССР с 29 июня 1962 года по Отделению экономических, философских и правовых наук (философия).
Лауреат Ленинской премии (1960) и премии им. В. В. Воровского (1963).