Paco Leon inizia la sua carriera come attore nel 1999, alternando piccoli ruoli in teatro e in alcune serie televisive. Con il programma "Homo Zapping" (2003-2005) comincia a guadagnare notorietà interpretando diversi personaggi della televisione di quegli anni, e ottenendo vari premi per le sue interpretazioni. Il ruolo che lo consacra alla notorietà è quello di Luisma nella serie Aida (2005-2014) dove interpreta il fratello della protagonista. Un premio Ondas, tre premi Fotogramas de Plata, un premio della Union de Actores, due TP de Oro, tre premi dell'Accademia della TV, sono il bottino dei premi che ha raccolto grazie a questo personaggio.
Dividendosi negli anni tra le apparizioni in quest'ultima serie televisiva e in diversi ruoli nel cinema (Reinas) e nel teatro, debutta come regista nel 2012 nella sua opera prima Carmina o revienta, commedia drammatica interpretata da sua sorella e sua madre, con la quale ottiene il premio per il miglior lm al Festival di Malaga e tre candidature ai Premi Goya. Due anni dopo, nel 2014, con il sequel Carmina y amén ottiene il premio per la miglior sceneggiatura al Festival di Malaga e per il miglior film nei Festival di Montecarlo, Tolosa, Nantes, oltre ad essere uno dei lm candidati come miglior commedia nell'ambito dei premi concessi dall'Accademia del Cinema Europeo. Kiki & i segreti del sesso è il suo ultimo film, in cui lavora come regista e attore.