Procedent de la petita burgesia jueva, estudià dret a Odessa, on simpatitzà amb el populisme, i el 1897, ja adherit a la socialdemocràcia, organitzà la Unió d’Obrers del Sud de Rússia i fundà el periòdic Nashe dielo (‘La nostra causa’). Detingut (1898) i desterrat a Sibèria, en fugí amb el nom de Trockij (1902) i es refugià a Londres, on col·laborà amb Lenin a Iskra. El 1903 s’arrenglerà amb els menxevics, però aviat restà independent de les fraccions. Presidí i orientà el soviet de Peterburg durant la revolució de l’any 1905 i, detingut un cop vençuda aquesta, escriví Balanç i perspectives. Les forces motrius de la revolució , on exposà la seva teoria de la revolució permanent, segons la qual només el proletariat podia fer triomfar la Revolució Russa, portant-la, en un procés ininterromput, de la fase burgesa a la fase socialista i comptant, enfront de l’actitud contrarevolucionària de la classe camperola, amb el suport d’una revolució socialista mundial.
Exiliat de nou, s’instal·là a Viena, des d’on intentà de reconciliar bolxevics i menxevics, publicà una Pravda (1908) i creà el grup Mežrajonka (1913). Oposat a la guerra, rompé amb els menxevics, col·laborà a Nashe slovo (‘La Nostra paraula’, 1915) i residí breument a França, Espanya, els EUA i el Canadà abans de tornar a Rússia, pel maig del 1917.
Havent fundat Vperiod (‘Endavant’), donà suport a la consigna de “tot el poder per als soviets”, féu costat a Lenin i, pel juliol, ingressà amb els mežrajoncy al partit bolxevic, del comitè central del qual fou membre. President del soviet i del comitè revolucionari de Petrograd, dirigí les tasques insurreccionals de la Revolució d’Octubre, i fou, després de la victòria, comissari de relacions exteriors (1917-18), i menà, com a tal, les negociacions amb Alemanya a Brest-Litovsk; en desacord amb Lenin sobre la manera com es desenvolupaven aquestes converses, dimití, i fou nomenat tot seguit comissari de guerra (1918-25). Organitzador de l'Exèrcit Roig i principal estrateg de la victòria soviètica a la guerra civil, propugnà la militarització obrera (creació dels exèrcits del treball, 1920) i, per ordre del Congrés del Partit Comunista, dirigí la repressió contra l’aixecament de Kronstadt (1921).
Hostil a la Nova Política Econòmica i partidari del manteniment del comunisme de guerra , a la mort de Lenin (1924) s’agreujà el seu ja antic enfrontament amb Stalin, del qual criticà sobretot la doctrina del socialisme en un sol país. Trockij publicà aleshores Nou curs(1923) i Les lliçons d’octubre (1924), qualificant de “reacció termidoriana” la progressiva burocratització del partit i de l’estat; tanmateix, i malgrat la formació, el 1926, amb Žinovj'ev i Kamenev, de l’oposició conjunta, Stalin aconseguí de desposseir Trockij de tots els càrrecs i expulsar-lo del partit (1927). Deportat a Alma-Ata (1928), hi sistematitzà les seves tesis a La revolució permanent . En ésser expulsat de l’URSS (1929), residí a Prinkipo (Constantinoble), França (1933), Noruega (1935) i Mèxic (1937), dedicat a la producció publicística i política, i sempre en contacte amb els seus partidaris dispersos pel món (trotskisme), a instàncies dels quals fundà el 1938 la Quarta Internacional. A desgrat del sistema de seguretat que el protegia, fou assassinat el 20 d’agost de 1940 per l’agent estalinista Ramon Mercader, que emprava el pseudònim de Jacques Mornard.