Leo Hayter est le neveu de Lou Hayter, ancienne claviériste du groupe de rock londonien New Young Pony Club. Son frère aîné Ethan est également un coureur cycliste qui a rejoint l'équipe Ineos en 2020.
En 2022, alors qu'il est toujours sous contrat avec l'équipe DSM Development, il souhaite passer à l'échelon supérieur en obtenant un contrat avec l'équipe World Tour DSM. Cette dernière ne souhaitant pas lui offrir un contrat dans la formation World Tour avant 2023 comme c'était prévu, elle l'autorise à quitter l'équipe et il rejoint finalement l'équipe continentaleHagens Berman Axeon[4]. Après un début de saison 2022 freinée par la maladie (COVID-19), le 5 juin, il se classe deuxième du Trofeo Città di Meldola. Une semaine plus tard, il est aligné sur le Tour d'Italie espoirs en raison du forfait de l'un de ses coéquipiers. Il domine la course, où il remporte le général et deux étapes, dont l'étape reine avec près de cinq minutes d'avance[5]. Stagiaire d'Ineos Grenadiers pour la fin de l'année 2022, il s'engage également pour trois saisons avec cette équipe[6]. En fin de saison, il est médaillé de bronze du championnat du monde du contre-la-montre espoirs.
En 2023, pour sa première saison chez Ineos Grenadiers, il termine notamment cinquième de la Semaine internationale Coppi et Bartali. Il connait une saison 2024 difficile, sans résultat notable. En août, dans un long message sur site internet, il évoque souffrir de dépression depuis plusieurs années[7]. Il annonce mettre en pause sa carrière et renoncer à son année de contrat en 2025 chez Ineos[8].
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