Es una actriz de extraordinaria versatilidad y encanto. Ha encarnado ya una impresionante lista de personajes en su carrera. Leoni ha aparecido no hace mucho en Un final made in Hollywood (Hollywood Ending, 2002), de Woody Allen, siendo además su oponente en lacinta. Asimismo, la actriz intervino en Jurassic Park III (Jurassic Park III, 2001), junto a Sam Neill, William H. Macy, y Alessandro Nivola.

Leoni también actuó en Relaciones confidenciales (People I Know, 2002), donde es coprotagonista junto a Al Pacino y Kim Basinger para el director Dan Algrant.

En 2000, la actriz coprotagonizó junto a Nicolas Cage The Family Man (Family Man, 2000). La película narra la historia de un analista financiero, encarnado por Cage, que ha renunciado al amor en favor de su carrera. Cierto día se despierta para verse viviendo la vida que hubiera disfrutado si se hubiera casado con su novia universitaria, a quien Leoni le da vida. Dirigió el film Brett Ratner.

In 1998, Leoni fue protagonista en uno de los más exitosos filmes: Deep Impact (Deep Impact, 1998), con Morgan Freeman y Vanessa Redgrave. Este drama de ciencia-ficción lo dirigió Mimi Leder, y el productor ejecutivo fue Steven Spielberg.

A Leoni se la conoce prioritariamente por su papel en la comedia de situación La cruda realidad (The Naked Truth, 1995), muy aplaudida por la crítica. En su papel de Nora Wilde, la actriz da vida a una otrora celebridad de la sociedad y ahora fotoreportera que se ve empujada a tener que aceptar un trabajo en la prensa amarilla, convirtiéndose en una paparazzi. La cruda realidad se emitió por la NBC a lo largo de las temporadas 1996-1998, y por la ABC en 1995. En 1996, también se la vio a Leoni en la comedia de Miramax, Flirteando con el desastre (Flirting with Disaster, 1996), coprotagonizada con Ben Stiller, Patricia Arquette, Mary Tyler Moore y George Seagal. Con anterioridad a La cruda realidad, Leoni era conocida por su papel de Alicia, la belleza irradiante e impredecible de la serie cómica de la Fox, Flying Blind (1992). También protagonizó The Counterfeit Contessa (1994), un film original de la Fox Television en la que fue coprotagonista junto a D.W. Moffett y Holland Taylor.

Habiendo nacido en Nueva York, Leoni se interesó en el arte de la interpretación por medio de la influencia de su abuela, que había sido actriz en Broadway. Con el sobrenombre de Sarah Bernhardt, debido a sus tendencias melodramáticas, la actriz no fue tras el oficio de modo inmediato. En lugar de ello, estudió antropología y psicología en el Sarah Lawrence College, y más tarde hizo un paréntesis en sus estudios para viajar, llegando a vivir en Tokio, Italia y St. Croix. De regreso a Nueva York, afrontó su primera audición.

La actriz logró uno de los más codiciados papeles de Angels ‘88, una secuela de Los ángeles de Charlie, compitiendo con miles de actrices de todo el país. Una vez alojada en Los Ángeles para poder hacer frente a esta serie, Leoni empezó a estudiar interpretación mientras esperaba formalizar el contrato. La actriz siguió en contribuciones para filmes como Una rubia muy dudosa (Switch, 1991), y Indian Love Story, así como con papeles en Ellas dan el golpe (A League of Their Own, 1992); Wyatt Earp (Wyatt Earp, 1994); y la comedia de acción de gran éxito Dos policías rebeldes (Bad Boys, 1995).

Además, Téa ha contribuido en Spanglish (Spanglish, 2004), siendo su oponente Adam Sandler; y en la reciente Dick y Jane, ladrones de risa (Fun with Dick and Jane, 2005); y se halla en preproducción Miss Captivity.

Leoni reside en Los Ángeles.