Studiò musica al conservatorio di Napoli e si laureò in lettere all'università di Bologna, seguendo i corsi di G. Carducci. La preparazione letteraria lo mise in grado di scrivere da sè i suoi libretti. Dopo alcuni anni trascorsi in Egitto e a Parigi, grazie alla protezione del baritono V. Maurel ottenne da Ricordi un assegno per musicare I Medici, che doveva essere l'inizio di una trilogia sul Rinascimento italiano e che fu rappresentata a Milano nel 1893, dopo che Leoncavallo ne aveva interrotto la composizione per scrivere in pochi mesi Pagliacci (eseguita a Milano nel 1892). Quest'opera, che gli diede il successo, si ispira a un fatto di cronaca e aderisce dichiaratamente a una poetica verista, sulle orme della Cavalleria rusticana di P. Mascagni . Di impostazione verista è anche Zazà (1900); altre strade Leoncavallo tentò nella Bohème (1897), dalla vena comico-sentimentale, nell'esotismo di Zingari (1912), in Goffredo Mameli (1916), in Edipo re (1920). Si dedicò anche all'operetta, alla romanza da salotto e alla musica strumentale, rivelando estro ma senza riuscire a superare un linguaggio basato essenzialmente sullo slancio melodico di immediata efficacia, confinato nella problematica della 'giovane scuola' italiana, tra influssi di G. Bizet, di G. Verdi e lontani echi di R. Wagner : un linguaggio che si realizzò nel modo più spontaneo e impetuoso nei Pagliacci, che sono la sua opera più fortunata e significativa.