Léo Rosa foi ator. Antes de seguir na vida artística, chegou a ser jogador de futebol. Aos 20 anos, mudou-se de Porto Alegre para o Rio de Janeiro a fim de fazer teatro. Em 2005, passou a integrar a companhia de Bemvindo Sequeira, trabalhando depois com o diretor Amir Haddad. Na TV, fez sua estreia como protagonista da novela Vidas Opostas (2006), na Record.

Seguiu com papéis de destaque na emissora, atuando em Amor e Intrigas (2007), Promessas de Amor (2009), Rei Davi (2012), Balacobaco (2012), Milagres de Jesus (2015) e Escrava Mãe (2016). Na Globo, fez uma participação em Amor de Mãe (2019). Também teve vários trabalhos no teatro e no cinema, incluindo experiências como diretor.

Morreu em 9 de março de 2021, em Porto Alegre (RS), sua cidade-natal, aos 37 anos, em decorrência de um câncer agressivo no mediastino, doença descoberta em 2018.