Леонід народився в Луцьку. Його сімʼя одразу ж переїхала до Любешівського району, куди на роботу директором школи в село Бихів скерували батька. Там Леонід зростав та навчався. Згодом здобув вищу освіту в Луцькому педагогічному інституті, закінчивши історичний факультет.

У цивільному житті працював вчителем історії в селі Бірки. Після одруження – в селах Рожищенського району. Майже 30 років працював у Рожищенському ліцеї №4.  У вільний час любив подорожувати Україною, обожнював Карпати. Займався бджільництвом.

«Мій чоловік був переважно спокійним та врівноваженим. Його можна було попросити про допомогу», –  розповіла Тетяна Павлюк.

Із початком повномасштабного вторгнення Леонід вступив до лав територіальної оборони. Обіймав посаду водія-радіотелефоніста 2-го окремого стрілецького батальйону.

У травні 2022 року потрапив у полон поблизу міста Лиман Донецької області. Спершу перебував у місті Старий Оскол, потім – у Тульській області, а згодом – у Зубово-Полянському районі Мордовії. 59-річний солдат Леонід Павлюк загинув у ворожих застінках 1 вересня 2023 року.

У жовтні 2023-го його тіло повернули на Батьківщину в межах обміну. Поховали воїна на Алеї слави місцевого кладовища в Рожищі.

У Леоніда залишилися дружина та два сини.