Giovane attrice francese, di origini algerine, Leïla è la terza di tre figli nati da genitori provenienti da Sidi Bel-Abbes. Frequenta una scuola di teatro a Parigi, poi accompagna un'amica alle audizioni per il film Sheitan e alla fine scelgono lei per il ruolo della bella Yasmine. Nello stesso anno (2006) esordisce anche in televisione, apparendo in numerose serie e mini-serie francesi. Nel 2009 interpreta Djamila nel drammatico Il profeta, nel quale viene diretta dal regista Jacques Audiard. Nel 2011 vince il César come Miglior Attrice Esordiente per il film Toute ce qui brille, mentre l'anno successivo ottiene la candidatura nella categoria Miglior Attrice per il film La sorgente dell'amore. Il film, diretto dal regista Radu Mihaileanu, racconta la storia di un gruppo di donne in un villaggio islamico, che decide di non fare più l'amore con i loro mariti fino a quando questi non costruiranno un tubo per il trasporto dell'acqua.
Tra le ultime interpretazioni troviamo invece 7 uomini a mollo, Parlami di te (2018) e Una classe per i ribelli (2019).
È legata all'attore Tahir Rahim, conosciuto sul set del film Il profeta.