Леся Василенко родилась 31 марта 1987 года в Киеве. Отец — Владимир Василенко — известный международник-правовед, один из авторов Декларации про государственный суверенитет, бывший представитель Украины в Совете ООН по правам человека.
Окончила Институт международных отношений Киевского национального университета им. Тараса Шевченко (международное право, международное публичное право). Также получила степень LLM (степень юридического образования в англоязычных странах, обычно в специализированной области юриспруденции — ред.) по специальности Права человека и международное экологическое право в Университетском колледже Лондона.
В 2005—2008 годах — помощница адвоката и консультант в Украинской иностранной юридической коллегии.
Июль-август 2008 года — проходила стажировку в ООН в Женеве.
2008−2010 — координатор проектов и советник по правовым вопросам компаний Триангл Консалтинг и Election Mall Україна.
В 2011—2013 годах работала юристкой в международной компании Би. Си. Томс и Ко.
В 2013—2016 годах — основательница и партнер компании Кей. Си. Джи Инвестмент Консалтинг.
В 2014 году во время Евромайдана была помощницей главы Комиссии по расследованию и предупреждению нарушений прав человека в Украине.
С января 2014 года по март 2016 года — консультантка и координатор проекта Черная книга преступлений против человечности, совершенных против участников протестного движения в Украине.
С 2014 года занимается волонтерской деятельностью.
В 2015 году стала основательницей и руководительницей правозащитной организации Юридическая сотня, деятельность которой направлена на социально-правовую защиту военных и их семей.
С 2015 года — член межведомственной комиссии по вопросам рассмотрения материалов о предоставлении статуса участника боевых действий лицам, которые принимали участие в АТО.
С 2016 года — сопредседательница Совета волонтеров при Министерстве обороны Украины, эксперт и консультантка проектов Всемирного банка и ОБСЕ по вопросам защиты и интеграции ветеранов.
С 2017 года — член общественного совета при Министерстве информационной политики.
Также является членом общественного совета при Министерстве по делам ветеранов Украины и экспертом группы Национальная безопасность Реанимационного пакета реформ.
В Раде восьмого созыва была помощницей-консультанткой на общественных началах нардепа от Батькивщины Алены Шкрум.
На выборах в Раду в 2019 году заняла 17 место в избирательном списке партии Голос Святослава Вакарчука. Является членом Комитета по вопросам бюджета.
Страница Леси Василенко в Facebook.