Родился в 1847 г. в семье отставного майора; образование получил в Павловском. кадетском корпусе и Павловском военном училище, из которого в 1865 г. был выпущен подпоручиком в Санкт-Петербургский гренадерский короля Фридриха-Вильгельма III полк.
Затем служил в Павловском училище и в лейб-гвардии Семёновском полку. В 1886 г. был назначен командиром 54-го резервного пехотного (кадрового) батальона, в 1889 г. — командиром 15-го стрелкового Его Высочества князя Черногорского полку и в 1893 г. — командиром 10-го пехотного Новоингерманландского полка.
В 1900 г. Защук был произведён в генерал-майоры с назначением командиром 1-й бригады 17-й пехотной дивизии, а в 1901 г. — командиром 1-й бригады 3-й пехотной дивизии, с которой он и принял участие в русско-японской войне 1904—1905 гг. Находился в сражениях с японцами под Ляояном и на реке Шахе, причем при обороне позиции Шелихэ — Сяодунтай он 29 сентября 1904 г. был дважды ранен в правую ногу, но оставался на позиции до прибытия заместителя. За боевые отличия Защук был награждён орденом св. Анны 1-й степени с мечами (4 марта 1905 г.) и золотым оружием с надписью «За храбрость».
В 1906 г. Защук был назначен начальником 49-й пехотной резервной бригады, в 1907 г. — командующим 11-й пехотной дивизией, а в 1908 г. с производством в генерал-лейтенанты вышел в отставку.
Защук состоял членом комиссии по составлению строевого устава 1906 г. В «Русском инвалиде» в 1906 г. Защук поместил «Санитарные очерки» и «Заметки по устройству санитарных поездов», в 1909 г. — статью «К казарменному вопросу». В журнале «Офицерская жизнь» в 1911 г. Защук напечатал обширную статью «Военно-учебные заведения, военные училища, военные гимназии и кадетские корпуса».
Дата смерти Л. И. Защука не установлена.
У Леонида Иосифовича было три брата: Александр (генерал-майор, участник Крымской войны, военный статистик), Иосиф (генерал-лейтенант, автор популярных военных справочников и руководств), Константин (служил по ведомству путей сообщения).
