El 1946 adquirí la seva primera càmera i s’inicià en la fotografia. Contactà amb el grup Dau al Set el 1953 a través de Modest Cuixart. El 1955 presentà la seva primera exposició, a les Galeries Laietanes de Barcelona, i adoptà una actitud crítica enfront dels salons fotogràfics. Dedicat professionalment al cinema i la fotografia publicitaris, dirigí la creativitat de l’agència Tiempo i el 1961 creà amb la seva dona Karin Leiz l’Studio Pomés de fotografia. Tant en aquest camp com en el de la publicitat aconseguí una gran projecció gràcies a un esperit innovador que combinava amb un acusat refinament i un cert esnobisme. Alguns dels seus espots, com els del conyac Terry o les campanyes nadalenques de Freixenet, obtingueren un gran ressò. Dirigí l’espectacle inaugural de la Copa del Món de futbol del 1982 que tingué lloc a Barcelona i fou escollit per a dissenyar la campanya d’imatge de la candidatura de Barcelona per als Jocs Olímpics del 1992, per als quals realitzà els documentals de promoció i de clausura. El seu cinema publicitari (més de 3.000 espots i uns quaranta documentals institucionals) fou reconegut amb premis a Canes (1965), diversos premis Rizzoli i un Lleó d’Or a Venècia (1982). Entre altres títols, es poden esmentar el migmetratge documental Especial Lluís Llach (1984), la trilogia Ciutat Vella (1990-91) i la sèrie Catalans (1993, 6 curtmetratges documentals).
En l’àmbit de la fotografia més artística cal esmentar les obres Arquitectura modernista (1968, text d’Oriol Bohigas), el catàleg Arquitectura y lágrimas (1975), el llibre de bibliòfil Ventanas, versions de poemes de Rilke (1980), la recopilació Leopoldo Pomés. Imágenes 1955-1997 (1997, amb textos d’Eduardo Mendoza, Alexandre Cirici, Oriol Bohigas i ell mateix), Leopoldo Pomés. 95 fotografías y 6 zapatos (2001), Toros (2001, text d’Ángel Sánchez) i La mirada (2008). A banda, són molt remarcables els nombrosos retrats que feu de personalitats del món de la cultura, l’art i l’espectacle, i de celebritats en general, que durant uns anys l’associaren estretament amb l’anomenada La Gauche Divine.
Feu incursions en el cinema de creació: relacionat amb membres de l’Escola de Barcelona, rodà el curt Salida de misa (1957-58) i fou el responsable de la fotografia de Notes sûr l’emigration (1960, Paolo Brunatto i Jacinto Esteva). Després de diversos projectes frustrats abandonà el cinema fins el 1977, que presentà el llargmetratge Ensalada Baudelaire, que li valguè el premi a la millor fotografia del cinema espanyol (1979). Posteriorment rodà el curtmetratge Préssec de poma (1994), adaptació d’un conte de Quim Monzó.
Interessat en la gastronomia, els anys setanta impulsà l’obertura dels restaurants Flash Flash (1970) i Il Giardinetto (1974), a Barcelona, i fou autor de Teoria i pràctica del pa amb tomàquet (1985), Història del Restaurant de les Set Portes. 150 anys de vida catalana (1989, text de Josep Maria Carandell) i Comer es una fiesta (2004). El 2015 publicà els reculls de poemes Vidre de nit i Polvo de sombras, i el 2019 les memòries No era pecat. A Barcelona li han estat dedicades retrospectives al Palau de la Virreina (1997) i a la Pedrera (“Leopoldo Pomés. Flashback”, 2015). El 2015 fou nomenat membre d’honor de l’Acadèmia del Cinema Català. Rebé, entre altres guardons, la Medalla d’Or al mèrit artístic de l’Ajuntament de Barcelona, el Premi Nacional d’arts plàstiques de la Generalitat de Catalunya (1998), la Creu de Sant Jordi (1999) i el Premio Nacional de fotografia del Ministeri de Cultura espanyol (2018).