Leyla Məmmədbəyova Əslən Qubadan olan Leyla Məmmədbəyova 17 sentyabr 1909-cu ildə Bakıda anadan olub.
İlk əmək fəaliyyətinə 1930-cu ildən başlayan Leyla Məmmədbəyova sənət təhsilini Bakı aeroklubunda almış və ilk uçuşunu 1931-ci ildə yerinə yetirmişdir. Təhsilini 1932-ci ildən Moskvada davam etdirən Məmmədbəyova 1933-cü il, martın 17-də Moskvanın Tuşino aerodromunda U-2 təyyarəsindən paraşüt ilə atlanaraq Sovet İttifaqının ikinci qadın paraşütçüsü olmuşdur (Nina Kamnevadan sonra). 1934-cü ildə Cənubi Qafqaz respublikaları arasında keçirilən paraşütçülər yarışında birinci yeri tutmuş və 1941-ci ilədək artıq aviasiya mayoru olmuşdu. Sonralar sənətini Bakı aeroklubunda müəllim kimi davam etdirmişdir.
Yetkinlik yaşına çatmamış dörd uşaq anası olması səbəbiylə mayor Məmmədbəyovanın Böyük Vətən müharibəsində iştirakından imtina edilsə də müharibə illəri ərzində yüzlərlə desantçı və 4 min paraşütçü hazırlayıb cəbhəyə yollamışdı. Onların arasında iki nəfər Sovet İttifaqı Qəhrəmanı adına layiq görülmüşdür.
Məmmədbəyova təyyarəçi karyerasını 1949-cu ildə son uçuş ilə başa çatdırmış, sonralar OADKYC-nin Bakı filialında sədr müavini kimi çalışmışdır. 1961-ci ildə təqaüdə çıxmışdır.
Leyla Məmmədbəyova 1989-cu ilin iyulunda vəfat edib və II Fəxri Xiyabanda dəfn olunub
