Leona Lewis wurde als zweites von drei Kindern des Ehepaares Joe und Maria Lewis geboren und wuchs in Hackney im Norden von London auf. Ihr Vater stammt aus der Karibik, ihre Mutter aus Wales.

Im Alter von zwölf Jahren schrieb Leona Lewis ihr erstes Lied, mit 13 Jahren gewann sie den Lady-D-Nachwuchswettbewerb im Hackney Empire. Zur Entfaltung ihres Talents besuchte sie die Sylvia Young Theatre School und die Brit Academy. Bereits vor ihrer Teilnahme an The X Factor nahm sie unter dem Titel Twilight ein erstes Album auf, das bis heute jedoch nie veröffentlicht wurde.