Леонила Акимовна Петренко родилась 12 сентября 1924 года в городе Одесса УССР. С 1964 года живет в г. Мытищи.
Леонила Акимовна окончила среднюю школу в г. Бухара Узбекской ССР в 1942 году, в эвакуации. В 1942-1943 гг. работала медицинским статистистом в Ярославской областной инфекционной больнице. С 1943 г. училась в Ярославском, затем в Кишиневском медицинских институтах.
По окончании Кишиневского медицинского института в 1949 году получила специальность врача-лечебника. С 1949 по 1953 год работала врачом Полоцкого областного кожно-венерологического диспансера Белорусской ССР, с 1953 года – заведующей оргметодотделом Барановического областного кожно-венерологического диспансера БССР.
С 1964 года – врач-дерматовенеролог, главный специалист Мытищинской Центральной районной больницы.
В 1968 году впервые в Мытищинском районе организовала специализированную дерматовенерологическую службу без наличия диспансера, объединив всех разрозненных дерматовенерологов, работавших в поликлиниках города. Проведенное объединение было описано в статье «Некоторые формы организации дерматовенерологической службы в г. Мытищи» (сборник трудов МОНИКИ «Современные аспекты клинической и экспериментальной дермовенерологии», вып. 5, 1968 г.).
В 1970 году впервые в истории мытищинского здравоохранения Л.А. Петренко организовала Мытищинский кожно-венерологический диспансер «Флора», который возглавляет до настоящего времени.
Леонила Акимовна – врач-дерматовенеролог высшей квалификационной категории, отличник здравоохранения (1977 г.), Заслуженный врач Российской Федерации (1989 г.).
Л.А. Петренко избиралась членом правления Всесоюзного, Всероссийского съездов научного общества дерматовенерологов трех созывов в Челябинске, Алма-Ате, Казани, являлась председателем медицинской секции Мытищинской организации общества «Знание», возглавляла работу по нравственному гигиеническому воспитанию подростков, впервые в районе организовала университет «Для Вас, молодая семья».
Л.А. Петренко является почетным членом Московского Областного научного общества дерматовенерологов. Она автор более 50 научных работ по различным разделам организации здравоохранения, диагностики и лечения, новых технологий, внедрению медикаментозных средств в дерматовенерологической практике, статей в местной прессе по нравственному воспитанию.
Л.А. Петренко награждена медалями «Ветеран труда» (1986 г.), «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.» (1993 г.), «50 лет Победы в Великой Отечественной войне» (1995 г.), медалью «В память 850-летия Москвы».
За активную деятельность в движении сторонников мира Л.А. Петренко вручен почетный знак «Фонда Мира» (1980 г.).
Звание «Почетный гражданин Мытищинского района» присвоено решением Совета депутатов Мытищинского района № 18/13-3 от 24 сентября 1997 года.