Nació circunstancialmente en Francia debido a una enfermedad de su padre, regresando a Argentina dos años después. Dio muestras de inteligencia desde muy pequeño aunque no fue destacado en el campo académico, incluso abandonó su primera selección como carrera universitaria.
Luego de abandonar los estudios de arquitectura, decidió que la medicina sería su campo de acción. Pero ejerció poco tiempo como médico ya que descubrió que la investigación era realmente su vocación. Esto lo llevó a trabajar con Bernardo Houssay, gran investigador argentino.
Como investigador tuvo una carrera destacada, que le permitió realizar trabajos dentro y fuera de su país (en parte por un exilio obligado durante la segunda guerra mundial). Se dedicó a los procesos bioquímicos del cuerpo destacando sus trabajos sobre los nucleótidos del azúcar, que le valieron en 1970 el Premio Nobel de Química siendo el primer latinoamericano en obtenerlo en esta área.
De Leloir destaca su tesón, que le permitió trabajar hasta el último día de su vida, además de que a pesar de su fama y reconocimiento prefiriera desarrollar sus investigaciones en su país, con escasos recursos pero con mucha mística aunque siempre tuvo invitaciones y ofertas en otros países.
Fundó y dirigió institutos, fue profesor, investigó, participó en el CONICET, estuvo en la Academia Nacional de Ciencias, desarrolló una titánica labor que lo posiciona como un referente para Argentina y toda Latinoamérica.
