Вильфредо Леон родился в городе Сантьяго-де-Куба. В волейбол начал играть в возрасте семи лет, постигая азы этой игры под руководством своей матери, Алины Росарио, ставшей его первым тренером.
24 мая 2008 года в Дюссельдорфе в возрасте без малого 14 лет и 10 месяцев провёл первый официальный матч в составе национальной сборной Кубы. Он вошёл в игру в четвёртом сете поединка мирового олимпийского квалификационного турнира против сборной Германии. Очков не набрал, а его сборная проиграла со счётом 2:3.
21 июня 2008 года в Гаване он сыграл первый матч Мировой лиги, в котором сборная Кубы встречалась со сборной России. Появившись на площадке в конце второго сета, он отыграл всю третью партию и принёс своей команде 6 очков.
В турнире Мировой лиги 2009 года Вильфредо уже являлся игроком основного состава кубинской сборной и, более того, стал третьим по результативности и лучшим подающим по итогам «Финала шести» в Белграде (56 очков в четырёх матчах, в том числе 10 эйсов).
Через несколько дней после завершения Мировой лиги, 31 июля 2009 года, когда Вильфредо исполнилось ровно 16 лет, он провёл первый матч молодёжного чемпионата мира в индийской Пуне. Естественно, кубинец был самым молодым участником этого первенства, завершившегося серебряным успехом его сборной (ранее кубинские волейболисты поднимались на пьедестал почёта молодёжного чемпионата мира лишь раз — в 1987 году). Вильфредо Леон стал вторым по результативности в своей команде после Роландо Сепеды, который почти на четыре года старше.
В октябре 2009 года Вильфредо сыграл на чемпионате стран Северной, Центральной Америки и Карибского бассейна (NORCECA) в пуэрто-риканском Баямоне и вместе с золотой медалью получил три индивидуальных приза, став лучшим в атаке, самым ценным и лучшим молодым игроком турнира. А под занавес этого впечатляющего сезона выиграл серебряную медаль Большого чемпионского Кубка в Осаке и Нагое, заняв также третье место в рейтинге лучших подающих.
В 2010 году в составе кубинской сборной вновь стал участником «Финала шести» Мировой лиги и завоевал «серебро» чемпионата мира, а с юниорской командой выиграл золотую медаль юношеских Олимпийских игр в Сингапуре.
Яркой и стабильной игрой Вильфредо Леон ещё в самом начале карьеры дал повод спортивным журналистам сравнивать себя с другим кубинским вундеркиндом — бейсболистом, двукратным олимпийским чемпионом Омаром Линаресом, дебютировавшим в национальной сборной в возрасте 15 лет.
В 2011 году перед стартом очередного розыгрыша Мировой лиги 17-летний Леон был выбран новым капитаном сборной Кубы.