1910年5月出生於荷蘭阿姆斯特丹一個比利時猶太商人的家庭。因為母親是一位女高音歌唱家，加上家在美術館附近，舅舅們又是建築師、畫家和藝術品收藏家，所以他從小就得以浸潤在濃郁的藝術氛圍之中。他還熱衷於采集動物和植物標本。自然和藝術，成了他童年生活的重心，在他人格的形成以及生涯的設計上也扮演了重要的角色。13歲起，他隨同家人輾轉美國、意大利，最後在意大利的熱那亞求學，1935年獲得經濟學博士。1945年，歐洲掀起了反猶太浪潮，他們被迫舉家走避美國。
20世紀20年代初，是歐洲未來主義思潮的第二次高潮，李歐尼當時深受影響，創作了不少抽像的、被譽為“未來主義”的美術作品。他是一個纔華橫溢、不受拘束的創作天纔，繪畫、雕刻、平面設計、印刷、陶藝、攝影……樣樣精通，不過最讓人稱道的還是他在平面造型設計領域所取得的成就。李奧尼曾在印刷界、雜志界擔任過設計主管的要職，最為著名的是擔任了十年的《財富》周刊的設計主管。在這期間，他還多次在歐洲和美國舉辦自己的個人畫展、設計展，並曾擔任美國平面造型藝術學會的主席，1953年度國際設計大會主席。1955年，李奧尼被美國平面造型藝術協會評為最優秀廣告制作美術指導；1956年獲得建築聯盟金牌獎；1984年獲得美國平面造型藝術學會獎章。在獲頒“美國平面造型藝術學會獎章”時，評委給了他這樣的評價：他通過自己的藝術創作、設計創作、對設計領域的領導和人纔培養，以及通過為孩子創作繪本，深深地影響了至少三代人，人文主義和理性主義自始至終貫穿著他的作品。
盡管李奧尼開始創作繪本時已經49歲了，但卻開創了一個繪本的新時代。《紐約時報》曾不惜溢美之詞給予他這樣的評價：“如果繪本是我們這個時代一種新的視覺藝術，李歐·李奧尼則是這種風格的大家。”他的繪本作品獲獎無數，其中，《一寸蟲》《小黑魚》《田鼠阿佛》《亞歷山大和發條鼠》分別於1961年、1964年、1968年及1970年四次榮獲凱迪克大獎。
1999年10月，這位被譽為“色彩魔術師”的繪本大師在意大利與世長辭，享年89歲。
