Родился 3 (16) марта 1909 в городе Одесса (Украина) в рабочей семье. Украинец. В подростковом возрасте ушел из семьи, беспризорничал.
В годы гражданской войны в качестве воспитанника 151-го стрелкового полка 51-й Перекопской стрелковой дивизии помогал бойцам разведывательного взвода, был музыкантом в музыкальной команде.
Окончил школу ФЗУ в 1925 году.
С 1925 года работал слесарем и сварщиком в паровозоремонтном цехе Одесского завода имени Январского восстания.
В Красной Армии с 30 ноября 1930 года.
Окончил Одесское пехотное училище (учился с ноября 1930 года по ноябрь 1933 года).
Окончил 2-е училище командиров звеньев (Борисоглебскую военную авиационную школу лётчиков) (учился с ноября 1933 года по сентябрь 1935 года).
Служил в частях ВВС Краснознамённого Балтийского флота: с сентября 1935 года командовал звеном в 3-й эскадрилье 31-й авиационной бригады, с сентября 1937 года – командовал отрядом в той же эскадрилье.
В феврале 1938 года на истребителе И-16 взлетел по тревоге, чтобы отогнать чужой самолёт, нарушивший границу и, уже возвращаясь, в сложных метеоусловиях, потерпел аварию при посадке. В результате аварии и пожара, у летчика сильно обгорело лицо, а также обгорели руки и грудь.
Находясь в госпитале, перенес более 20 (35) пластических операций без наркоза и, не окончив полностью лечение, вернулся в свою часть.
С мая 1938 года был помощником командира 2-й эскадрильи 13-го истребительного авиационного полка ВВС Краснознамённого Балтийского флота, с сентября 1940 года командовал 4-й эскадрильей того же полка, базировавшейся на аэродроме полуострова Ханко.
Присвоено звание капитана.
Участвовал в советско-финляндской войне с 30 ноября 1939 года по 12 марта 1940 года, совершил около 20 - 30 боевых вылетов.
Участвовал в Великой Отечественной войне с 22 июня 1941 года. Во главе своей 4-й эскадрильи принимал участие в обороне полуострова Ханко.
Совершил 25 боевых вылетов.
С сентября 1941 года занимал должность заместителя командира 13-го истребительного авиационного полка ВВС Краснознаменного Балтийского флота.
В декабре 1941 года начал болеть, из-за осложнений после полученных ранее ожогов.
19 февраля 1942 года выбыл из рядов действующей армии и был отправлен в тыл на лечение.
В госпитале Алма-Аты у него началась газовая гангрена, сначала ему вынуждены были ампутировать правую ногу выше колена, а затем пришлось ампутировать ниже колена и левую ногу.
В мае 1943 года ввиду полной инвалидности был уволен в запас.
Лечился в госпиталях 426 дней, освоил протезы и добился разрешения вернуться на фронт.
В апреле 1944 года возвратился в свой полк, к тому времени ставший 4-м гвардейским истребительным авиационным полком, был старшим летчиком (помощником командира по лётной подготовке и воздушному бою).
С протезами летал сначала на самолетах По-2 и УТИ-4.
7 июля 1944 года совершил первый самостоятельный полет на истребителе Як-7.
В 1945 году ему было присвоено воинское звание «майор».
Летая с протезами на истребителях Як-1 и Ла-5, совершил 10 боевых вылетов и провёл 2 воздушных боя*.
В феврале 1945 года, из-за ухудшения самочувствия, в звании майора был уволен в запас.
В июле 1945 года был назначен начальником Ленинградского аэроклуба, затем работал на речном транспорте, возглавлял 1-й Ленинградский таксомоторный парк.
Более 30 лет являлся внештатным сотрудником-лектором общества «Знание», с лекциями объездил всю страну - от Калининграда до Камчатки.
Занимался литературной деятельностью, написал книгу «Веление долга» (Москва, 1958).
Проживал в городе Санкт-Петербург (Россия).
Умер 7 мая 1998 года. Похоронен на Серафимовском кладбище в Санкт-Петербурге.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 апреля 1957 года, за мужество и воинскую доблесть, проявленные в годы Великой Отечественной войны, Белоусову Леониду Георгиевичу было присвоено звание Героя Советского Союза (медаль «Золотая Звезда» № 10837).
Награждён орденом Ленина (10.04.1957), двумя орденами Красного Знамени (07.02.1940, 1941), двумя орденами Отечественной войны 1-й степени (26.05.1945, 06.04.1985), медалями «За боевые заслуги» (03.11.1944, «За оборону Ленинграда» (22.12.1942), «За победу над Германией» (09.05.1945) и многими другими.
Примечание:
* Во многих литературно-художественных и военно-мемуарных источниках утверждается, что, летая с протезами Л. Г. Белоусов, произвел 40 боевых вылетов и сбил 2 самолета, но это не соответствует действительности. Неверно также утверждение, что в общей сложности он совершил более 300 боевых вылетов.