Su nombre completo era María Soledad Camila Vicario Fernández de San Salvador. Nació el 10 de abril de 1789, en la capital novohispana, en una cuna de una familia adinerada. Su destino sería ser una ejemplar mujer católica. Sin embargo, quedó huérfana muy pequeña y su historia tomó un giro cuando se mudó con su tío, el abogado Agustín Pomposo Fernández. En su despacho conocería a su esposo y gran amor, Andrés Quintana Roo.
Desde muy joven se unió a la causa insurgente. Utilizó los bienes heredados de sus padres para patrocinar muchos de los gastos de la guerra revolucionaria. Participó como una especie de agente, encargándose de enviar y recibir mensajes secretos de los independentistas. Además, estuvo aliada a Los Guadalupes, que colaboraban directamente con los militares Mariano Matamoros y José María Morelos.
En 1813, Leona Vicario fue descubierta, acusada de conspiradora y recluida en el Colegio de Belén de las Mochas, en la Ciudad de México. Sin embrago, fue rescatada y desde entonces, hasta alrededor de 1818, viajó con su esposo por diferentes lugares de la República. En 1817, nació la primera hija de Leona y Andrés, Genoveva.
Quintana Roo pidió un indulto al virrey y se trasladaron a la Ciudad de México, donde tuvieron muchos problemas, pues sus bienes les fueron confiscados. Una vez consumada la Independencia, colaboraron con Iturbide pero se tuvieron que mudar a Toluca, donde vivieron con grandes limitaciones.
Cuando, en 1830, Anastasio Bustamante se convirtió en presidente, el matrimonio manifestó abiertamente su descontento: escribieron en periódicos las arbitrariedades del nuevo gobierno, lo que puso su vida en peligro e hizo que Andrés Quintana Roo tuviera que huir.
Leona pidió audiencias con el presidente y consiguió cruzar algunas palabras con Bustamante, pero no logró obtener la libertad de su marido.
Leona se mostró siempre fuerte y su fama como revolucionaria resistió al olvido; incluso, en Coahuila pensaron en cambiar el nombre de la capital por el de Leona Vicario. En los últimos años, se retiró de la vida política y se dedicó al cuidado de su hacienda.
Murió el 21 de agosto de 1842. En su testamento dejó la indicación de que se le realizaran 500 misas después de su muerte y heredó una buena parte de su dinero a obras caritativas.