Родился 21 августа 1871 г. в Орле. Сын землемера. Юношеское увлечение немецкими философами А. Шопенгауэром и Э. Гартманом определило качества переменчивой, тяготевшей к эмоциональным крайностям натуры Андреева: дисгармоничность и пессимизм мировосприятия, внимание, порой болезненное, к идее смерти и страшному в жизни.
По окончании юридического факультета Московского университета (1897 г.) Андреев несколько лет работал помощником присяжного поверенного, одновременно печатал в газете «Курьер» судебные репортажи, фельетоны и др. Началом собственно литературной деятельности он считал публикацию пасхального рассказа «Баргамот и Гараська» (1898 г.). Благосклонное внимание М. Горького, впоследствии близкого друга Андреева, позволило ему примкнуть к объединению писателей-реалистов «Среда».
Выход в 1901 г. сборника «Рассказы» принёс Андрееву широкую известность и признание критики. Продолжая традиции Ф. М. Достоевского, писатель уже в этих первых зрелых вещах («Большой шлем», «Молчание», «Рассказ о Сергее Петровиче», «Жили-были») обратился к углублённому исследованию внутреннего мира человека, задался вопросом о первопричинах зла в человеческой душе.
Изображая предельные в этическом смысле коллизии (изнасилование, убийство в рассказах «Бездна», «В тумане»), нагнетая ощущение безысходности (притча «Стена»), ставя героев в ситуации непосредственного и мучительного переживания вечных вопросов, Андреев ищет новые средства выразительности, усиливающие воздействие на читателя. Эмоционально воспринятые вести о Русско-японской войне послужили импульсом к созданию рассказа «Красный смех» (1905 г.). Здесь безумие происходящего передаётся экстремальными, кричащими средствами (иррациональный образ красного смеха; описание Земли, сошедшей с ума, похожей на голову с содранной кожей и красным, как кровавая каша, мозгом, и т. п.).
Усилившиеся пессимистические настроения Андреева ощутимы в драме «Савва» (1906 г.) и повести «Иуда Искариот и другие» (1907 г.), в которой переосмысливаются евангельские события.
Именно курские события, «эффектный сюжет взрыва» анархистом Уфимцевым иконы Знамение , Леонид Андреев использовал для кощунственной пьесы «Савва». В ней он, под именем революционера Саввы, вывел Уфимцева. Савва подговаривает за деньги одного пьяницу монаха из монастыря подложить адскую машину под Икону. Тот соглашается, но в последнюю минуту пугается и докладывает обо всем игумену. Игумен решает использовать это обстоятельство «во славу Божию» и для увеличения монастырских доходов. Он приказывает монаху положить адскую машину в сени, а сам вынимает Чудотворную Икону. После взрыва игумен тайно подкладывает Икону и демонстрирует «чудо».
Пьеса написана так ярко и колоритно, что некоторым критикам она даже показалась бытовой. На самом деле бытовые фигуры - добродушно-плутоватые жизнелюбцы монахи, трактирщик-пьяница Тюха, всюду видящий «рожи», безответная раба-невестка, нищий Ирод и др. - только антураж. В центре сын трактирщика Савва — анархист, и сестра его Липа, любящая людей такими, как они есть. Анархизм Саввы довольно радикальный - решительно все надо уничтожить: «Голая земля, понимаешь? Голая земля и на ней голый человек, как мать родила».
Поскольку Савва произносит длинные, риторические монологи, он неинтересен и ходулен. Но вот он от отдаленнейших перспектив перешел к непосредственному «делу». Чтобы уничтожить веру в «идолов», Савва задумывает взорвать местную чудотворную икону. Все идет хорошо, нашелся корыстолюбивый монах, который подложит машинку с динамитом. Но в последнюю минуту монах испугался, сообщил игумену и тот быстро сообразил, что делать: дал взрыву совершиться, а икону убрал. После взрыва икона, невредимая и сияющая, была незаметно водворена. Быстро разнеслась весть о чуде, доведшая богомольцев до экстаза. В этом экстазе толпа убивает Савву. Но это не только физическая смерть, которая всегда мало страшила Савву: тут крах его теорий, потому что он видит свое бессилие в борьбе с потребностью веры в чудо.
Образ человека - песчинки в бесконечности космоса, с рождения обречённого на одиночество и, тем не менее, бунтующего, вновь и вновь бросающего вызов судьбе, стал центральным в пьесах Андреева («К звёздам», 1906 г.; «Жизнь человека», 1907 г.; «Царь-Голод», 1908 г.). В дальнейшем его драматургические поиски шли в направлении полного отказа от действия и зрелищности («Реквием», 1913—1915 гг.; «Собачий вальс», 1916 г.).
С началом Первой мировой войны Андреев обратился к публицистике, выступал с антигерманскими статьями, призывая к войне до победного конца. Он восторженно встретил Февральскую революцию, события же октября 1917 г. воспринял как катастрофу, ввергающую страну в хаос и анархию. Одна из последних его статей, под названием «S. О. S.» (1919 г.), — призыв к правительствам европейских стран и США о помощи России, гибнущей под властью большевиков.
С целью мобилизации общественного мнения Андреев собирался предпринять поездку в Англию и Америку, однако планы не осуществились: 12 сентября 1919 г. писатель скоропостижно скончался от паралича сердца в деревне Нейвала в Финляндии.