Леонид Николаевич Андреев родился в Орле в обеспеченной семье землемера-таксатора Николая Ивановича Андреева(1847—-1889) и Анастасии Николаевны Андреевой (Пацковской) — дочери разорившегося польского помещика. Ещё с детства проявлял интерес к чтению. Учился в орловской классической гимназии (1882—91). Увлекался творчеством Шопенгауэра и Гартмана. Юношеская впечатлительность и развитое воображение несколько раз побуждали его на безрассудные поступки: в возрасте 17 лет решил испытать свою силу воли и лёг между рельсов перед приближающимся паровозом, но остался невредим.
Окончив гимназию, Андреев поступил на юридический факультет Петербургского университета; после смерти отца, материальное положение его семьи ухудшилось, а сам Андреев начал злоупотреблять алкоголем. Одно время Андрееву приходилось даже голодать. В Петербурге пробовал писать свои первые рассказы, однако в редакции, как Андреев вспоминает в своих мемуарах, их вернули со смехом. Отчисленный за неуплату, он поступил на Юридический факультет Московского университета. В Москве, по словам самого Андреева: «материально жилось лучше: помогали товарищи и комитет».
В 1894 г., после любовной неудачи, Андреев пытался покончить жизнь самоубийством. Последствием неудачного выстрела было церковное покаяние и порок сердца, который и вызвал впоследствии смерть писателя. После этого случая Леонид Андреев опять был вынужден бедствовать: теперь ему необходимо было кормить мать, своих сестёр и братьев, перебравшихся в Москву. Перебивался случайными заработками, преподаванием и рисованием портретов на заказ. В политической деятельности не участвовал.
В 1897 успешно сдал выпускные экзамены в университете, что открыло ему дорогу в адвокатуре, которой он занимался вплоть до 1902 г. В том же году начинает свою журналистскую деятельность в газете «Московский вестник» и «Курьер». Свои фельетоны он подписывал псевдонимом «James Lynch». В 1898 г. в «Курьере» был напечатан его первый рассказ: «Баргамот и Гараська». По словам Андреева, рассказ был подражанием Диккенсу, однако молодого автора заметил Максим Горький, который и пригласил Андреева в книгоиздательное товарищество «Знание», объединяющее многих молодых писателей.
Настоящая слава пришла к Андрееву после издания в 1901 г. его рассказа «Жили-Были» в журнале «Жизнь». В 1902 Андреев женится на А. М. Велигорской — внучатой племяннице Тараса Шевченко. В 1906 г. у них рождается сын — Даниил, который пойдёт по стопам отца и станет писателем-мистиком (его перу принадлежит трактат «Роза Мира»).
В 1902 г. Леонид Андреев становится редактором «Курьера». В том же году вынужден был дать полиции подписку о невыезде из-за своей связи с революционно настроенным студенчеством. В том же году, благодаря помощи Максима Горького большим тиражом был выпущен первый том его сочинений. В эти годы обозначилась направленность творчества и его литературная манера.
В 1905 г. приветствовал Первую Русскую революцию; укрывал у себя дома скрывавшихся членов РСДРП, 10 февраля был посажен в тюрьму за то, что накануне на его квартире прошло тайное собрание ЦК (25 февраля выпущен под залог, внесённый Саввой Морозовым). В этом же году он напишет рассказ «Губернатор», ставший откликом на убийство 17 февраля эсером И. Каляевым московского генерал-губернатора великого князя Сергея Александровича. В ноябре писатель был вынужден уехать в Германию, где от родов умерла его жена (похоронена в Москве на кладбище Новодевичьего монастыря). До конца революционных волнений оставался на Капри (Италия) в гостях у М. Горького.
После начала реакции в 1907 г. Андреев разочаровывается в самой революции. Он отходит от революционно настроено писательского окружения Горького. В 1908 Андреев переезжает в собственный дом в Финляндской деревне Ваммельсу. На вилле «Аванс» (название было выбрано из-за того, что дом был построен на аванс от издателя) Леонид Андреев пишет свои первые драматические произведения.
С 1909 г. активно сотрудничает с модернистскими альманахами издательства «Шиповник».
Начало Первой Мировой войны Леонид Андреев встретил с воодушевлением:
«Победить Германию необходимо — это вопрос жизни и смерти не только для России — величайшего славянского государства, все возможности которого впереди, но и для европейских государств. <…> Разгром Германии будет разгромом всеевропейской реакции и началом нового цикла европейских революций».
Во время войны Андреев публикует драму с анти-немецким, шовинистическим содержанием («Король, закон и свобода»). Впрочем, произведения писателя в то время посвящены, в основном, не войне, а мещанскому быту, теме «маленького человека».
После Февральской революции 1917 г. входил в редакционный совет реакционной газеты «Русская воля». Октябрьскую Революцию не принял и не понял. После отделения Финляндии от России оказался в эмиграции. Последние сочинения писателя проникнуты пессимизмом и ненавистью к большевистской власти («Дневник сатаны», «SOS»).
12 сентября 1919 Леонид Андреев скоропостижно скончался от порока сердца (вызванного попыткой самоубийства 1894 г.). Был похоронен в Мариоках, недалеко от могилы Крестовских. В 1957 г. перезахоронен в Ленинграде на Аллее Поэтов.