A DiCaprio házaspár, Irmalin és George európai útjuk során éppen a firenzei Uffizi képtárban csodált egy Leonardo da Vinci-festményt, amikor a várandós kismama érezte, hogy a pocakjában lévő bébi rúg egyet. Ekkor döntötte el, hogy fiának a Leonardo nevet adja, második keresztnévnek pedig a mama német származására utaló Wilhelmet. 1974. november 11-én Hollywoodban megszületett a gyermek, de a szülők hamarosan elváltak. Leonardo az Echo Parkban nőtt fel, Los Angeles cseppet sem előkelő negyedében, ahol lépten-nyomon drogosokba lehetett botlani. Az eleven gyerek azonban otthonosan mozgott az utcákon, és mivel szép kisfiú volt, anyja elvitte kedvenc tévéshow-ja, a Romper Room egyik próbafelvételére. Leonardo ötévesen bekerült a show-ba, ahonnan már első alkalommal majdnem kitették, mivel neveletlenül viselkedett… De mert tehetségesnek látszott, a rendezők elnézték neki a rosszalkodást.
Az ifjonc aztán szerepelt jó néhány hirdetésben; az első egy tejreklám volt. Leonardo a nyári szünetekben színészkurzusra járt, majd a John Marshall középiskola növendéke lett, közben oktatófilmben játszott, például a Mickey’s Safety Club címűben, felbukkant tévésorozatokban, többek között a Parenthoodban, majd 1991-ben a Critters 3. című horrorvígjátékban debütált a filmvásznon, Luke, a hajléktalan fiú szerepében majd állandó résztvevője lett a Growing Pains című szappanoperának. Ügynöke azt javasolta neki, hogy változtassa meg a nevét Lenny Williamsra, mert az amerikaiabbnak hangzik, de Leonardónak esze ágában sem volt megfogadni a tanácsot. Érettségi után már biztos volt benne, hogy színész akar lenni, és mindent meg is tett ennek érdekében.
Először az Ez a fiúk sorsa című filmben hívta fel magára a kritikusok figyelmét, Robert DeNiro és Ellen Barkin mellett Toby alakításával olyan kiválónak bizonyult, hogy a New York-i filmkritikusok a legjobb mellékszereplő címre jelölték. A Gilbert Grape-ban Johnny Depp mentálisan sérült testvérét alakította, Arnie-ért Oscar-jelölést és Golden Globe-díjat kapott. Az Egy kosaras naplójában drogproblémákkal küszködő fiatalembert alakított, majd komoly erőfeszítéseket tett azért, hogy megkapja a riporter kis, de jelentős szerepét az Interjú a vámpírralban, de végül alulmaradt Christian Slaterrel szemben. A következő kísérlete már eredményes volt, így Sam Raimi Gyorsabb a halálnál című filmjében megkapta a rosszfiút alakító Gene Hackman fia, Kid szerepét. Aztán újra reflektorfénybe került: Agnieszka Holland Teljes napfogyatkozás című pszichológiai drámájában az ifjú költőt, Arthur Rimbaud-t alakította, akit igen szoros kapcsolat fűzött mentorához, a David Thewlis által megformált Paul Verlaine-hez.
Baz Luhrman ausztrál rendező DiCaprióban látta meg azt a Romeót, aki sajátos, modern Shakespeare-feldolgozásának férfi főhőse lehet, és Claire Danes Juliája mellett Leo bebizonyította, hogy a rendezőnek igaza volt. Robert DeNiro is emlékezett a fiatal színész tehetségére, ezért őt kérte fel a Marvin szobája című, saját produkciójában és főszereplésével készült filmjéhez, amelyben Leo Meryl Streep bűnöző hajlamú fiát játszotta. Ezután James Cameron Titanicja következett, DiCaprio Jack Dawsont keltette életre, a szegény fiút, aki gazdag lányba szerelmes. Amikor Cameron felajánlotta neki a szerepet, Leonardo először habozott, de a rendező meggyőzte, hogy pont rá van szüksége, igaz, a 2,5 millió dolláros gázsi is sokat nyomott a latban. A Titanic után Leonard Franciaországban forgatott, A vasálarcosban kettős szerepet játszott: a fiatal XIV. Lajost és ikertestvérét, Fülöpöt alakította. Woody Allen is elcsábította egy film erejéig (Sztárral szemben), majd ezt követően Alex Garland bestsellerének, A partnak filmváltozata következett. Danny Boyle rendező és Andrew McDonald producer New Yorkban felolvasta a forgatókönyvet Leónak, aki a Titanic után egy évet pihenni akart, de saját bevallása szerint Richard alakja azonnal megfogta, így vállalta a szerepet. A filmet Thaiföldön forgatták, s amikor egyik előzetesét bemutatták a Baljós árnyak vetítése előtt, a Csillagok háborúja-rajongók felhördültek, mert azt hitték, DiCaprio lesz a következő részben Anakin Skywalker. (Ez a fanok és Leo szerencséjére rémhírnek bizonyult.)
Amint A part forgatása befejeződött, a színész máris új lehetőségek után nézett, és talált is egyet az általa csodált rendező, Martin Scorsese New York bandái című filmjében. A tökéletességre törekvő rendező okozott néhány nehéz percet Leonardónak, amikor egy-egy jelenetet tucatszor kellett megismételnie, de végül csak befejeződött a forgatás, amelynek során történt egy s más. A Hentes Billt alakító Daniel Day-Lewis és DiCaprio verekedési jelenete során Leo egy jól irányzott ökölcsapással eltörte Day-Lewis orrcsontját, míg egy forró szerelmi jelenetben, amikor Cameron Diazzal csókolózott, a színésznő - aki saját bevallása szerint kölyökkora óta ismeri Leót - úgy érezte, mintha az öccsével csókolózna…
DiCaprio azonban ezután a magánéletében csókolózott, ugyanis a hírek szerint egy partin összefutott volt kedvesével, Gisele Bunchen modellel, és úgy lenyűgözte, ahogy a brazil lány fodrász partnerével táncolt, hogy nem tudta levenni róla a szemét. Egész este beszélgettek, s bár külön autón távoztak, másnap reggel együtt sétáltatták Gisele kutyáját. Úgy fest tehát, hogy rendeződött a kapcsolatuk. A modell remélhetőleg nem neheztelt meg barátjára, mivel az ismét belevetette magát a munkába. Steven Spielberg Kapj el, ha tudsz! című filmjében Frank W. Abagnale-t alakította.
A csalás nagymesteréről szóló történetet az élet, pontosabban az igazi Abagnale írta, aki börtönből való szabadulása után vetette papírra kalandjait. A színész találkozott is vele, és sokat merített lefegyverző képességéből.
A következő figurával, akit életre kellett keltenie, nem tudott összefutni, ugyanis az illető 1976-ban meghalt. Howard Hughesról volt szó, akinek életét Martin Scorsese készült filmre vinni Aviátor címmel. Hughes, a sikeres feltaláló, a dörzsölt iparmágnás, és az ünnepelt hollywoodi producer, akinek szenvedélye volt a repülés, filmeket rendezett, hollywoodi színésznőket fedezett fel, és hódított meg, és még sok minden történt vele. DiCapriót elbűvölte a forgatókönyv, nemcsak a főszerepet vállalta, hanem ő lett az egyik executive producer is. A rendezővel való együttműködése megint sikeres volt, Leo alakításáért Golden Globe-díjat kapott, de jelölték Oscarra és BAFTA-díjra is.
A színész - úgy tűnik - szívesen dolgozik Scorsesevel, következő filmjét, A téglát szintén ez a rendező jegyezte. Leo fiatal rendőrt alakít, Billy Costigant, aki beépül a maffiába, de nem is sejti, hogy egy különleges egység tagja, aki a maffiavezér után nyomoz, annak is továbbítja az információkat, így Billy komoly veszélybe kerül...
Leo következő filmjét Edward Zwick rendező irányításával forgatta. A Blood Diamond az 1990-es évekbeli Sierra Leonéban játszódik, ahol polgárháború dúl. Egy dél-afrikai zsoldos, Randy Archer (Leonardo DiCaprio) és a szegény mende törzsbeli halász, Solomon Vandy (Dijmon Huonshou) együtt ered egy felbecsülhetetlen értékű rózsaszín gyémánt nyomába, persze közben ezernyi veszély leselkedik rájuk... A színész ezután sem pihen, hiszen már folynak az előmunkálatai a Blink című filmnek, amely egy sikerkönyv adaptációja lesz, amely eddig 1,25 millió példányban kelt el Amerikában, és 42 hetet töltött a New York Times bestseller listáján. Leo olyan férfit alakít majd, aki bámulatos módon képes olvasni az emberek gesztusaiból és testbeszédükből. Ezt a képességét az üzleti világban szeretné kamatoztatni, ám végül gazdag apját kell segítenie egy perben, ahol a potenciális bírókat figyeli meg, hogy a lehető leginkább kiismerhesse őket...
Következő filmjében ismét Martin Scorseseval forgat a The Rise of Theodore Rooseveltben, amely politikai karrierjének kezdetétől mutatja be Roosevelt életét. A filmezés mellett azonban Leo másra is szakít időt, például arra, hogy a National Geographic fiataloknak szóló magazinjában környezettudatosabb viselkedésre ösztönözze a gyerekeket. DiCaprio - aki "zöld” gondolkodásáról is ismert, és elektromos autót vezet - szeretné, ha a fiatalok elgondolkodnának azon, hogy mennyire érdemes megőrizni bolygónkat a jövő nemzedékek számára. Leo reméli, hogy a filmjeivel is ez fog történni, bár munkásságát 2005-ben legnagyobb megdöbbenésére életműdíjjal ismerték el a Santa Barbara-i nemzetközi filmfesztiválon. De Leo még nem akarja abbahagyni életművének építgetését...