Estudià orgue i clavicèmbal amb Eduard Müller a la Schola Cantorum Basiliensis i, més tard, a l’Acadèmia de Música de Viena, on es diplomà en orgue i clavicèmbal. La seva carrera concertística començà a la capital austríaca el 1950, on es presentà com a intèrpret de L’art de la fuga, de J.S. Bach. El 1954 fou nomenat professor del Conservatori d’Amsterdam i organista titular de la Waalse Kerk d’aquesta ciutat. Un any més tard fundà el Leonhardt Consort. A partir d’aquell moment es dedicà també a la direcció de música coral i d’òpera barroca. És doctor honoris causa per les universitats de Dallas, Amsterdam i Harvard. Ha estat professor de l’Acadèmia Musical Chigiana de Siena i col·labora sovint amb altres intèrprets del Barroc com Nikolaus Harnoncourt, Philippe Herreweghe, René Jacobs i els germans Kuijken. Johann Sebastian Bach és el protagonista de la seva amplíssima discografia, que inclou dues edicions de les Variacions Goldberg. Com a clavecinista ha enregistrat també El clavicèmbal ben temprat, les Suites franceses i les Suites angleses. La seva discografia inclou, a més, moltes obres del Barroc francès d’autors com F. Couperin i òperes d’A. Campra i J.Ph. Rameau.