Nació en Leipzig. Su padre, profesor de filosofía moral en la Universidad, falleció cuando él contaba 6 años. De sorprendente precocidad, capaz de escribir poemas en latín a los ocho años, a los doce empezó a interesarse por la lógica aristotélica a través del estudio de la filosofía escolástica. Con el propósito de estudiar Leyes, en 1661 ingresó a la Universidad de Leipzig, de donde pasó a la de Jena para estudiar matemáticas con E. Weigel. En 1666, la Universidad de Leipzig rechazó, a causa de su juventud, concederle el título de doctor, que obtuvo sin embargo en Altdorf; tras rechazar el ofrecimiento que allí se le hizo de una cátedra, en 1667 entró al servicio del arzobispo elector de Maguncia como diplomático.
En los años siguientes desplegó una intensa actividad en los círculos cortesanos y eclesiásticos. En 1672 fue enviado a Francia con la misión de disuadir al monarca Luis XIV de su propósito de invadir Alemania; aunque fracasó en tal embajada, permaneció cinco años en París, y desarrolló una fecunda labor intelectual. De esta época data su invención de una máquina de calcular capaz de realizar las operaciones de multiplicación, división y extracción de raíces cuadradas, así como la elaboración de las bases del cálculo infinitesimal.
En 1676 fue bibliotecario del duque de Hannover, de quien después fue consejero e historiador de la casa ducal. A partir del fallecimiento de la esposa del duque, en 1705, su papel como consejero declinó. Dedicó sus últimos años a las tareas de historiador y a la redacción de sus obras filosóficas más importantes.
Falleció en Hannover. Como matemático su aportación se extiende, además del cálculo infinitesimal, a la teoría de los números, el álgebra y el cálculo mecánico. Los trabajos que inició en su juventud, la búsqueda de un lenguaje perfecto que reformara toda la ciencia y permitiese convertir la lógica en un cálculo, desempeñaron un papel decisivo en la fundación de la moderna lógica simbólica. Escribió Discurso de Metafísica, Nuevo tratado sobre el entendimiento humano, Ensayos de Teodicea y Monadología . De acuerdo a su pensamiento "Este universo debe de ser efectivamente el mejor de los universos posibles".
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