Yusuf Leblebici, lisans derecesini 1984'te, yüksek lisans derecesini 1986'da İstanbul Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümünden aldı. Doktora derecesini 1990'da University of Illinois at Urbana-Champaign'de (UIUC) Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği bölümünde tamamladı. 1991-2002 yılları arasında, sırasıyla UIUC'de, İstanbul Teknik Üniversitesi'nde, Worcester Polytechnic Institute'ta (WPI) ve Sabancı Üniversitesi'nde öğretim üyesi olarak görev yaptı. 1999-2002 yılları arasında Sabancı Üniversitesi'nin Mikroelektronik Program Koordinatörü olarak mikroelektronik diploma programının kurulması ve ders müfredatı ile öğrenci laboratuvarlarının geliştirilmesi görevlerini üstlendi.
Yusuf Leblebici, 2002 yılında İsviçre'deki Lozan Federal Teknoloji Enstitüsü’nde (EPFL) çalışmaya başlamış, burada 16 sene boyunca Kürsü Başkanlığı ve Mikroelektronik Sistemler Laboratuvarı Direktörlüğü görevlerini sürdürmüştür. Kasım 2018’den itibaren de, Sabancı Üniversitesi Rektörü olarak görev yapmaya başlamıştır. Başlıca araştırma konuları arasında, yüksek hızlı CMOS dijital ve karışık sinyalli tümleştirilmiş devrelerin tasarımı, VLSI sistemlerin bilgisayar destekli tasarımı, akıllı algılayıcı arayüzleri, yarı iletken elemanların modellenmesi ve simülasyonu ile VLSI devrelerin güvenirlik sorunları yer almaktadır. Bugüne kadar 58 doktora (PhD) öğrencisi ve 100'den fazla Master (MSc) öğrencisi mezun etmiştir. Prof. Leblebici, ikisi dünya üniversitelerinde okutulan ders kitabı olmak üzere toplam 9 kitabın eş yazarıdır ve kendisinin uluslararası dergilerde ve konferanslarda yayınlanmış 350'yi aşkın bilimsel makalesi bulunmaktadır. İlk baskısı McGraw Hill tarafından 1995 yılında çıkarılan "CMOS Digital Integrated Circuits: Analysis and Design" isimli ders kitabı, yıllar içinde toplam 4 edition ile 250,000'den fazla baskı yapmış ve Çince dahil 3 dile çevrilmiştir.
Yusuf Leblebici, 1995'te TÜBİTAK Teşvik Ödülü'nü, 1999'da "Joseph S. Satin Distinguished Fellow" ödülünü almış, 2009'da IEEE Fellow düzeyine yükseltilmiş, ve 2010-2011 dönemi için IEEE Circuits and Systems Society Distinguished Lecturer olarak seçilmiştir. 2020’de University of Illinois at Urbana-Champaign Electrical and Computer Engineering Distinguished Alumni ödülünü alan Yusuf Leblebici, 2023'de Academia Europaea üyeliğine seçilmiştir.