Leila Pärtelpoeg sündis 17. septembril 1927. aastal Tallinnas.

Pärtelpoeg õppis aastatel 1934–1940 Tallinnas kolledžis, lõpetas 1946. aastal Tallinna 8. keskkooli. 1946. aastast õppis Tallinna Polütehnilises Instituudis arhitektuuri erialal ja lõpetas Eesti Riikliku Kunstiinstituudi 1954. aastal.

Pärtelpoja esimene töökoht aastatel 1954-1955 kultuuriministeeriumi kunstimälestiste inspektorina äratas küll pärandihuvi, kuid esialgu kavandas ta mitmes büroos põhjamaise modernismi vaimus uusi interjööre.

Teaduste akadeemia, tänapäeval Tallinna ülikooli akadeemiline raamatukogu Rävala puiesteel (1963) on pea ainsana säilinud algsel kujul. Hävinud on 1960. aastate alguse restoran Vana Toomas ja Mündi baar. Kaasautorina osales ta Pärnu rannakohviku laiendamisel (koos Maimu Pleesiga), restoran Gloria ja kohvik Pegasuse (mõlemad 1963-1964 koos V. Tamme A. Murdmaaga) kujundamisel ning sisutamisel.

Alates 1970. aastatest keskendus Pärtelpoeg ajaloolistele interjööridele. Tema juhtimisel restaureeriti 1997. aastal riigikogu istungite saal oma algsesse kujundusse. Alates Tartu ülikooli aula põlengujärgsete toolide taastamisest (1972) on teda huvitanud ajaloolise mööbli kavandamine. Ta ühendas modernsuse ja ajaloo Tallinna raekoja interjööris (1975, koos U. Umbergiga) ning sama suunda jätkasid restoranid Gnoom (1983, nüüd Peppersack), Reeder (1976–1989) ning pakkhoone kalapood (1989, nüüd Olde Hansa).  

Koos looduskaitsjate, kunstiajaloolaste ning edumeelsete kolhoosiesimeestega oli ta 1970. aastatel Lahemaa rahvuspargi eestvedajaid. Lisaks on tema käe all saanud uue ilme mitmed mõisad ja Kreutzwaldi muuseum Võrus (1976–1989) ja Tartu linnakodaniku muuseum (1990–1993).

Aastatel 1961–1982 oli ta kunstiinstituudis ajaloo juurde juhatav õppejõud sisearhitektidele. Mõõtmispraktikatest Ruhnul kasvas välja tema roll saare eest seisjana. Õppetööst arenes ta mööbliuurijaks, kes andis välja mitu ajaloolise mööbli raamatut.

Pärtelpoja tööd on tunnustatud kahel korral Eesti Kultuurkapitali arhitektuuri sihtkapitali aastapreemiaga, Valgetähe IV klassi teenetemärgiga, Eesti Vabariigi kultuuripreemia elutööga, Eesti Rahvuskultuuri Fondi elutöö tänuauhinnaga ja Eesti Kultuurkapitali arhitektuuri sihtkapitali elutööpreemiaga.

Leila Pärtelpoja ärasaatmine toimub neljapäeval, 27. novembril kell 14 Tallinnas Rootsi-Mihkli kirikus.