Geboren in Suomussalmi. Leena Tolonen behaalde een Master of Philosophy aan de Universiteit van Oulu, waar zij Finse taal en literatuur studeerde. Daarnaast volgde zij studies aan de Open Universiteit van Jyväskylä en studeerde zij Spaanse en Latijns-Amerikaanse literatuur aan de Universidad del Salvador in Buenos Aires, Argentinië.
Sinds 1995 werkt Tolonen als docent en taalbevorderaar voor kinderen en jongeren in heel Finland, onder meer in het kunstcentrum Annantalo in Helsinki. Zij was oprichter van de Sanatoriumschool in Nuku (nu Valve) in Oulu. In 2001 ontving zij samen met Outi-Maria Takkinen de State Children’s Culture Prize voor hun werk met rendieren.
Sinds 2011 is Tolonen secretaris en redacteur van het kinderliteratuurmagazine Vinsky.