Leon Max Lederman New York’ta bir Rus Yahudi ailenin çocuğu olarak dünyaya geldi. Kimya alanında yaptığı lisans eğitimini,1943 yılında College of New York’ta tamamladı. İkinci Dünya Savaşı’ndan sonra, 1948 yılında Columbia Üniversitesinde fizik alanında yüksek lisans eğitimi aldı. Doktora derecesini de aynı üniversitede 1951 yılında tamamladı.
Lederman doktoradan sonra da çalışmalarına Colombia Üniversitesinde devam etti. Burada 30 yıla yakın zaman profesör olarak görev aldı. Colombia Üniversitesi yüksek enerji fiziği Nevis Laboratuvarında uzun süre müdürlük yaptı. Lederman temel kuvvetlerden birisi olan zayıf etkileşme üzerine bir çok çalışma yürüterek, daha iyi anlaşılmasına yardımcı oldu.
1956 yılında Brookhaven Ulusal Laboratuvarında Colombia araştırma grubu ile birlikte daha önce teorik olarak tahmin edilen nötr K-mezonunu keşfettiler. Daha sonraki yıllarda müon ışıması sırasında paritenin korunmadığını ortaya koydu. 1962 yılında ise iş arkadaşları Melvin Schwartz ve Jack Steinberger ile birlikte müon nötrinoyu keşfettiler. Yüksek Enerji fiziğinde kazandığı başarılar sayesinde herkes tarafından çok çabuk tanındı. Bu başarının yardımıyla, teklif ettiği projelerden biri olan ulusal laboratuvar kurma fikri, Amerikan devleti tarafından kabul edildi.
1977 yılında kendi yönettiği araştırma grubu, Fermilab’ta alt kuarkı keşfetti. Bundan bir yıl sonra, Fermilab‘ın en üst yöneticisi oldu. 1983 yılında, Fermilab’ta Dünya’nın en güçlü süper iletken laboratuvarı olan Tevatron’u kurdu. 1988 yılında ise Nobel Fizik ödülünü daha önceki çalışma arkadaşları Schwartz ve Steinberger ile birlikte aldı. Nobel ödülünün dışında da pek çok ödül aldı. 1993 yılında Enrico Fermi Ödülü başkan Clinton tarafından kendisine verildi.
Yöneticiliği sırasında matematik ve bilim eğiti minin öneminden bahsetti. Daha sonra pazartesi sabahı fizik derslerini başlattı ve ilerleyen zamanlarda Illinois Matematik ve Bilim Akademisini kurdu.