Леон Бакст родился в 1866 году в Гродно в еврейской семье. При рождении его назвали Лейб-Хаим Розенберг. Когда семья переехала в столицу​, мальчик часто гостил у своего деда, модного портного — в старинной изысканной квартире в самом центре Петербурга​. Леон Бакст много читал, ставил детские кукольные постановки и слушал рассказы родителей и деда о театре. С детства Бакст увлекался и рисованием. Отец показал его рисунки скульптору Марку Антокольскому​, и тот посоветовал мальчику учиться живописи​.
Леон Бакст поступил вольнослушателем в Академию художеств​, но не окончил ее. Он брал уроки у Александра Бенуа​ и подрабатывал, создавая иллюстрации для детских книг. На первой выставке своих работ в 1889 году Лейб-Хаим Розенберг взял себе псевдоним Леон Бакст. В 1893 году Бакст уехал в Париж. Здесь он продолжал учиться живописи, а картины стали единственным источником дохода молодого художника. Во время одного из приездов в Петербург Леон Бакст стал бывать в кружке Александра Бенуа. В него входили художники, писатели и любители искусства, которые позже образовали художественное объединение «Мир искусства»​. Вскоре его пригласил к себе великий князь Владимир Александрович — давать уроки рисования детям.
В 1903 году Леон Бакст впервые создал декорации​ для спектакля и эскизы​ театральных костюмов. Братья-балетмейстеры Николай и Сергей Легаты из Петербургской Императорской труппы попросили художника оформить их балет «Фея кукол». Александр Бенуа позже вспоминал об этом событии: «С первых шагов Бакст занял прямо-таки доминирующее положение и с тех пор так и остался единственным и непревзойденным». В том же году художник женился — на Любови Третьяковой. Павел Третьяков​ дал согласие на брак с одним условием: Бакст должен был сменить вероисповедание. Художник принял лютеранство. В 1907 году супруги расстались, и Бакст — теперь это была его официальная фамилия — вновь принял иудаизм. За это его выслали из Петербурга: в те годы не все евреи имели право жить в столице.
Леон Бакст отправился в Грецию — вместе с художником Валентином Серовым​.
С 1910 года Леон Бакст вновь поселился в Париже. В эти годы он заслужил настоящую мировую славу своими театральными декорациями — объемными, многослойными и сказочными. Он оформлял балеты Дягилева для его парижских Русских сезонов​ — «Клеопатру», «Шехеразаду», «Карнавал» и «Нарцисс».
По его эскизам шили костюмы для артистов Императорских театров — Вацлава​ и Брониславы​ Нижинских, Тамары Карсавиной​ , Веры Фокиной. Также Бакст сотрудничал с новаторской театральной труппой Иды Рубинштейн​. Леон Бакст разрабатывал и дизайн тканей. После Русских сезонов в дорогих французских магазинах стали продавать ткани «Одалиска» и «Шахерезада».Ткани Бакста были популярны не только в Европе, но и в Америке. Одним из последних творческих проектов всемирно известного художника стала сотня эскизов тканей для массового производства.
В 1921 году Леон Бакст оформил для Сергея Дягилева балет «Спящая красавица» на музыку Петра Чайковского​ . В 1924 году художника не стало — он умер во время работы над спектаклем «Истар» Иды Рубинштейн. Леона Бакста похоронили на парижском кладбище Батиньоль.