Родился 24 декабря 1931 года в с. Рожны Киевской области. В 1950 г. окончил среднюю школу с серебряной медалью и в сентябре того же года поступил на первый курс физического факультета Киевского государственного университета им. Т. Г. Шевченко, который закончил с отличием по специальности “Физика полупроводников”.

Творческий путь В. Г. Литовченко начался в 1955 г. в должности старшего инженера научной лаборатории полупроводников при радиофизическом факультете Киевского университета. В 1956 г. он поступает в аспирантуру Института физики АН УССР, а после ее окончания работает младшим научным сотрудником лаборатории поверхностных явлений. В 1960 он был переведен в новосозданное Институт физики полупроводников АН УССР, где и работает по сегодняшний день. В Институте он прошел путь от младшего научного сотрудника до руководителя отделения “Физика поверхности и микроэлектроника”. В 1961 г. защитил кандидатскую, а в 1971 – докторскую диссертацию. В 1974 г. ему присвоено научное звание профессора, а в 1985 – избран член-корреспондентом НАН Украины.

Начав систематические исследования физических явлений, протекающих на поверхности полупроводников, В. Г. Литовченко стал одним из основателей и лидеров украинской школы физики поверхности твердого тела и микроэлектроники. С 1962 г. под его руководством в Институте физики полупроводников им. В. Е. Лашкарева НАН Украины начал интенсивно развиваться новое направление в области твердотельной микроэлектроники и фотоэлектроники МДП-систем. Были созданы физические модели этой многофазной слоистой структуры, выявлен ряд физических явлений, характерных для таких систем, в том числе конденсации экситонов на границах раздела, эффект планарного гетерування т.д. Проведенные под руководством В. Г. Литовченко теоретические и экспериментальные исследования полупроводниковых слоистых структур, которые широко применяются в интегральной микроэлектронике, открыли качественно новые возможности изучения не только искусственно созданных слоистых систем со сложным профилем потенциального рельефа, например скрытых слоев, но и достаточно распространенного в природе класса кристаллов с естественной слоистость. На этой основе были объяснены особенности многих найденных впервые эффектов в слоистых системах. Широта научных интересов Владимира Григорьевича определила многогранность его исследовательской деятельности. Логическим развитием исследований поверхности полупроводников стал выполнен вместе с учениками большой цикл работ, посвященный явлениям квантования энергии носителей и переноса электронов и дырок в поверхностных каналах (так называемая Нанофизика). В. Г. Литовченко также разработана система по определению параметров кристаличних тел (аналогична системе элементов Менделеева).

Родился 7 мая 1938 года в городе Харькове в семье служащего. В 1959 году он окончил Харьковский государственный университет имени А. М. Горького по специальности «радиофизика и электроника». В течение 1959-1966 гг работал инженером, руководителем группы, начальником лаборатории в Конструкторском бюро «Электроприбор» (г. Харьков). В 1965 году без отрыва от производства Леонид Николаевич окончил аспирантуру и защитил кандидатскую диссертацию. В 1966-1969 гг работал в Харьковском институте радиоэлектроники (ныне – Харьковский национальный университет радиоэлектроники) на преподавательской работе.

Вся дальнейшая научная и трудовая деятельность Леонида Николаевича связана с Национальной академией наук Украины. Именно здесь он раскрылся как ученый яркого таланта, который органично сочетает глубокие фундаментальные исследования с решением актуальных и важных прикладных проблем.

В 1969 году Л. М. Литвиненко был приглашен на должность заведующего отделом вычислительной математики Института радиофизики и электроники АН УССР, а в 1973 году он назначен заместителем директора по научной работе этого же института. Основные научные интересы ученого были сосредоточены в области теории периодических сповильнювальних систем, дифракционных решеток и волноводных неоднородностей, теории генераторов сверхвысоких частот, численных методов решения задач электроники СВЧ и радиофизики. Первоклассные результаты, полученные Леонидом Николаевичем в этих научных областях, стали широко известны мировому научному сообществу и получили высокую оценку специалистов. Он создал теорию дифракции и распространения электромагнитных волн в сложных и многослойных периодических структурах, предложил метод «последовательных уточнений» для решения операторных уравнений второго рода, к которым сводятся задачи радиофизики и электроники. Л. М. Литвиненко разработал концепцию использования оператора отражения напивнескинчених структур в теории дифракции волн на многослойных периодических структурах, создан ряд принципиально новых квазиоптичних элементов и систем миллиметрового и субмиллиметровом диапазонах. Выявлены и исследованы ученым эффекты, возникающие при дифракции электромагнитной волны на подвижных решетках, с успехом используют в оптических модулятора Гетеродинный типа.

В 1972 году Л. М. Литвиненко защитил докторскую диссертацию. В 1982 г. он избран членом-корреспондентом, а в 1992 году – академиком Национальной академии наук Украины.

Значительную часть своей деятельности Леонид Николаевич уделяет научно-организационной работе. В 1980 году по его инициативе и при активной поддержке академика НАН Украины С. Я. Брауде было создано Отделение радиоастрономии Института радиофизики и электроники АН УССР, а в 1985 г. – Радиоастрономический институт, Л. М. Литвиненко возглавляет со дня основания и до сих пор.