Leonie Klein ist als Solistin und auch im Ensemble tätig. Sie spielte bereits im Konzerthaus Berlin, im Festspielhaus Baden-Baden, beim Beethovenfest Bonn, bei den ARD Hörspieltagen, beim «Forum neuer Musik» des Deutschlandfunks Köln u. a.. Regelmässig arbeitet sie mit namhaften sowie jungen aufstrebenden KomponistInnen zusammen. Als Schlagzeugerin hat sie bereits zwei Solo-CDs veröffentlicht. 2023 entwickelte sie eigene Konzertformate für das Mozartfest Würzburg (Das Mozart-Exotikum. Ein interaktives Hörspiel-Konzert) und das Kammertheater Karlsruhe (1000 beats per minute. Eine Schlagzeug-Performance). Leonie Klein war Stipendiatin der Studienstiftung des deutschen Volkes und wurde 2020 mit dem Mamlok-Preis für InterpretInnen zeitgenössischer Musik ausgezeichnet. 2022 wurde sie als Stipendiatin in die Kunststiftung Baden-Württemberg aufgenommen.
Nach mehrjähriger Tätigkeit als Musikredakteurin für SWR2 ist sie im Wintersemester 2023/24 Vertretungsprofessorin im Fach Schlagzeug an der Hochschule für Musik Karlsruhe. Weiterhin arbeitet sie als Musikjournalistin u. a. für Deutschlandfunk Kultur.