I genitori di L. S. B. Leakey erano missionari britannici che si stabilirono a Kabete, Kenya, vicino a Nairobi, nel 1901. Leakey è nato il 7 agosto 1903 a Kabete, dove ha stretto amicizia per tutta la vita con i ragazzi della tribù Kikuyu, con i quali è cresciuto. È probabilmente l’unico uomo bianco ad essere stato iniziato dalla giovinezza alla virilità in una cerimonia Kikuyu.
Dopo la prima guerra mondiale Leakey andò brevemente a scuola al Weymouth College, Dorset, Inghilterra, e nel 1922 entrò al St. John’s College, Cambridge University. Nel 1923 organizzò una spedizione del British Museum per cercare i dinosauri nel Tanganica meridionale.
Nel 1926, dopo essersi qualificato in antropologia a Cambridge, Leakey organizzò e guidò quattro spedizioni archeologiche nell’Africa orientale. Durante la terza spedizione, nel 1931, dopo alcune importantissime scoperte dei primi utensili di pietra conosciuti (a quel tempo) a Olduvai, Leakey scoprì fossili di resti umani a Kanam e Kanjera in Kenya. Le sue affermazioni su questi fossili, che includevano l’idea che l’Homo sapiens vivesse in Africa orientale alla fine del Pleistocene medio, furono contestate da molti dei suoi colleghi, e fu solo nel 1969 che le affermazioni furono ufficialmente accettate.
Nel 1937 Leakey smise temporaneamente di studiare la preistoria per passare 3 anni a lavorare su una monografia della tribù Kikuyu. Durante la seconda guerra mondiale (1939-1945) servì come ufficiale responsabile dell’intelligence civile a Nairobi.
Leakey ha sempre sostenuto con forza la teoria di Charles Darwin che sia l’uomo che le grandi scimmie hanno avuto origine nel continente africano. Per 40 anni lui e le sue squadre hanno pazientemente scavato nel sito preistorico di Olduvai Gorge nelle pianure orientali del Serengeti in Tanzania. Nel 1959 a Olduvai fu scoperto un cranio fossile di ominide, che chiamò Zinjanthropus. Nel 1960 furono scoperti frammenti fossili ancora più importanti. Questi e un cranio trovato nel 1962 a Olduvai furono resi i tipi di una nuova specie di uomo, Homo habilis. Nel 1962 Leakey scoprì anche un cranio del tipo Homo erectus, precedentemente conosciuto solo in Cina e a Java. Altri siti scavati da Leakey includono i siti del Miocene inferiore sull’isola di Rusinga e Songhor, che hanno prodotto resti di protomani risalenti a 20 milioni di anni fa, e il sito di Fort Ternan, dove è stato scoperto Kenya pithecus wickeri. Questo ominide è vissuto circa 12 milioni di anni fa.
Nel 1964 Leakey organizzò una squadra negli Stati Uniti per scavare vicino alle Calico Mountains nella California meridionale. Lui e la sua squadra scoprirono prove che l’uomo viveva in America più di 50.000 anni fa.
Le pubblicazioni di Leakey includono Nuova classificazione di arco e frecce in Africa; Le culture dell’età della pietra del Kenya; Gli antenati di Adamo; Le razze dell’età della pietra del Kenya; L’Africa dell’età della pietra; Contrasti e problemi del Kenya; L’Africa bianca; Un contributo allo studio della cultura Tumbian in Kenya (con W. E. Owen); Tentative Study of the Pleistocene Sequence and Stone Age Cultures of N. E. Angola; Mau Mau e Kikuyu; Defeating Mau Mau; The Miocene Hominoidea of East Africa (con Le Gros Clark); The Pleistocene Fossil Suidae of East Africa; First Lessons in Kikuyu; Olduvai Gorge, vol. 1, 1951-1961; Animals of East Africa; e Unveiling Man’s Origins (con Vanne Goodall).
Il 1 ottobre 1972, Leakey morì a Londra.