Ông sinh ngày 23 tháng 3 năm 1938 tại xã Tân Mỹ, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang, nguyên quán ở Bình Định. Năm 1952, ông tham gia Vệ quốc đoàn dù còn rất nhỏ tuổi. Vì vậy, năm 1954, ông theo đơn vị tập kết ra Bắc, được phiên chế về Đại đoàn 338, mật danh Đoàn Đồng Nai. Năm 1958, ông được kết nạp vào Đảng Cộng sản Việt Nam.

Trong thời gian Đại đoàn 338 được tái tổ chức thành cấp Lữ đoàn (1960), một năm sau nâng lên thành cấp Sư đoàn (1961), ông được cấp trên cử đi học bổ túc văn hóa một thời gian. Ngày 1 tháng 5 năm 1960, ông là chiến sĩ duy nhất, cùng với 6 sĩ quan được triệu tập về Trường Văn hóa quân đội ở Lạng Sơn để ôn văn hóa và học tiếng Trung Quốc, chuẩn bị để đào tạo sĩ quan dẫn đường (hoa tiêu) trong lực lượng không quân. Sau khi hoàn tất khóa học, ông được cử đi học một khóa 6 tháng tiêu đồ gần (đánh dấu đường bay trên bàn dẫn đường tại sở chỉ huy) tại Trung Quốc. Ông là sĩ quan tiêu đồ gần đầu tiên của Không quân Nhân dân Việt Nam.[1]

Tháng 6 năm 1961, sau khi đi thực tập tại Sư đoàn Không quân số 5 ở sân bay Hàng Châu, tỉnh Triết Giang (Trung Quốc), ông về nước và công tác Cục Không quân với quân hàm Thiếu úy. Trong thời gian này, ông luyện thi và trúng tuyển vào lớp ban đêm ngành Vật lý, trường Đại học Tổng hợp.

Là hoa tiêu tiêu đồ nhiều kinh nghiệm nhất trong Không quân Việt Nam, Lê Thanh Chơn đã trực tiếp dẫn đường cho các máy bay tiêm kích hàng trăm trận trong gần 20 năm, trong đó dẫn đường thành công khoảng 80 trận đánh, góp phần quan trọng để phi công Việt Nam bắn hạ hơn 60 máy bay Mỹ. Rất nhiều trận đánh được ông ghi lại chi tiết trong hồi ký và tái hiện lại trong các tác phẩm về không quân Việt Nam, trong đó có các trận đánh đầu tiên của MiG-17, các cuộc giao chiến của MiG-21, cho đến các trận tập kích bằng A-37 vào sân bay Tân Sơn Nhứt, hoặc trên chiến trường Tây Nam.