莱昂·布里渊（Léon Nicolas Brillouin）1889年8月7日出生于法国巴黎附近的Sèvres，他的父亲Marcel Brillouin也是位物理学家且在1911年受邀参加了第一届索尔维会议；他的外公Éleuthère Mascart还是位物理学家且担任过法国科学院院长；他外公的岳父Charles Briot仍然是位物理学家且担任过巴黎科学院数学物理系主任。
1911年第一次索尔维会议（辐射与量子），第一排左起第二位是Marcel Brillouin
1908年至1912年，布里渊在巴黎高等师范学院学习物理。他的老师让·佩兰（Jean Perrin）在1909年发表了关于布朗运动的实验论文，验证了爱因斯坦1905年提出的原子解释，并由此获得了1926年的诺贝尔物理学奖。
1912年，布里渊前往德国慕尼黑大学理论物理研究所跟随阿诺德·索末菲学习理论物理。就在布里渊到达慕尼黑大学的几个月前，在理论物理研究所担任编外讲师的马克斯·冯·劳厄刚刚进行了晶格中X射线衍射的实验，两年后劳厄因此获得了诺贝尔物理学奖。
1913年，布里渊回到法国，在巴黎大学学习。就在这一年，尼尔斯·玻尔提交了他的第一篇关于氢原子玻尔模型的论文。
1914年至1919年，第一次世界大战期间，布里渊在军队服役，与G. A. Beauvais一起研制电子管放大器。
战争结束后，布里渊回到巴黎大学，在保罗·朗之万指导下继续学业，并于1920年获得博士学位。布里渊的博士论文评审团由朗之万、玛丽·居里和让·佩兰组成，论文主题是固体的量子理论。在他的论文中，他提出了一个基于原子振动（声子）的状态方程。他还研究了单色光的传播及其与声波的相互作用，发现了一种频率发生变化的光散射，这就是著名的布里渊散射。
获得博士学位后，布里渊成为改组后的《物理与镭杂志》（Journal de Physique et le Radium）的科学秘书。
1926年，Gregor Wentzel（1921年在索末菲指导下获得博士学位）、Hendrik Kramers（1919年在玻尔和埃伦费斯特指导下获得博士学位）和布里渊各自发展了一套近似求解线性微分方程的半经典方法，这个方法后来以三人姓氏首字母命名为WKB方法。
1927年，布里渊参加了第五次索尔维会议，也是最著名的一次，参加这次会议的二十九人中有十七人获得或后来获得诺贝尔奖。
1927年第五次索尔维会议（电子与光子），第三排右起第一位是Léon Brillouin
1928年，亨利·庞加莱研究所成立后，布里渊被任命为理论物理学系教授。
1930年，布里渊在研究电子波在晶格中的传播时，引入了布里渊区的概念。布里渊和尤金·维格纳利用量子力学微扰论得到了所谓的布里渊-维格纳公式。
1932年，布里渊成为法兰西公学院（Collège de France）物理实验室副主任。
自从跟随索末菲学习以来，布里渊对色散介质中电磁辐射的衍射很感兴趣，并做出了开创性的工作。
1939年8月，对德战争爆发前一个月左右，作为无线电波传播专家，布里渊被任命为法国国营机构国家广播电台的局长。
1940年5月，法国沦陷。作为政府的一员，布里渊退休到维希。六个月后，他辞职前往美国。
1941-1942年，布里渊担任威斯康星大学麦迪逊分校的客座教授。1942-1943年，他担任布朗大学教授。1943-1945年，他是哥伦比亚大学国防研究委员会的研究员，从事雷达领域的研究。1946年至1949年，他担任哈佛大学应用数学教授。
1952年至1954年期间，他在纽约州波基普西的IBM公司工作，同时也是哥伦比亚大学IBM沃森实验室的一名工作人员。1954年，他成为哥伦比亚大学的兼职教授。在此期间，他将信息论应用于物理学和计算机的设计，并用负熵的概念来证明熵和信息之间的相似性。
1957年起，布里渊担任《信息与控制》杂志的创始编辑，直到1966年。
1969年，布里渊在纽约去世。