Ingénieur en électronique et automatique, Jean-Marc Leroy débute sa carrière en 1980 chez EDF GDF services. Il évolue vers des postes à responsabilités au sein de Gaz de France à partir de 1997. En 2003, il est nommé directeur adjoint de la direction Transport. Deux ans plus tard, il prend en charge la direction des grandes infrastructures de l'énergéticien.
De 2009 à 2015, il est directeur général de Storengy, filiale dédiée au stockage de gaz. Un an plus tard, il est nommé directeur métier Chaîne du gaz chez Engie.