Леонид Каденюк был первым и пока единственным космонавтом независимой Украины. В 1995 году его отобрали в группу космонавтов Национального космического агентства Украины.
19 ноября 1997 года Каденюк на корабле NASA полетел в Космос. Накануне Леонид Кучма лично говорил с Биллом Клинтоном, договариваясь о полете украинца. Полет в составе международного экипажа длился 15 суток 16 ч. 35 мин 1 сек.
Кроме общего украинского-американского эксперимента, в космическом полете Каденюк провел 10 экспериментов по ботанике — о влиянии невесомости на растения.
Во время полета Леонида Каденюка впервые в космосе побывали трезубец, украинский флаг и прозвучал гимн независимой Украины.
Леонид Каденюк участвовал в разработке и испытании авиационно-космических систем, их эскизном и макетном проектировании, а также в летных испытаниях систем.
Летал более чем на 50 типах и модификациях самолетов разного назначения, в основном — истребителей, а также на американском тренировочном самолете Northrop T-38.
Космонавт является автором пяти научных работ.
В 2017 году Каденюк издал книгу под названием Миссия — Космос. Воспоминания о подготовке, полете и жизнь после него напечатали при поддержке Президентского фонда Леонида Кучмы Украина.
Кстати, для космонавтов прыжки с парашютом являются определенным тренажером и средством психологической подготовки. Однако сам Каденюк их не любил.
— Откровенно говоря, горячей любви к прыжкам у меня так и не возникло. Я делал их потому, что это требовалось, — признавался он.
Леонид Каденюк имеет немало наград: Герой Украины с вручением ордена Золотая Звезда (1999 г.), орден За заслуги III ст. (2011 г.), орден За мужество I степени (1998 г.), отличие Именное огнестрельное оружие (2001 г.). Кроме того, он удостоен почетного звания Народный посол Украины.
Напомним, Леонид Каденюк умер внезапно в парке Царское село в Киеве. Смерть наступила до приезда медиков.