Роден е в Лос Анджелис в семейството на Джордж ДиКаприо и Ирмалин Иденбиркин. Той е единствено детe.[1]. Майка му била секретарка в адвокатска фирма и има германско – руски произход. Бабата на Леонардо по майчина линия Хелена Индербиркин, родена като Елена Смирнова 1915-2008 била руска емигрантка в Германия. Бащата на Леонардо ДиКаприо бил четвърто поколение американец с италианско-германски произход. Работел като уличен актьор и продавал комикси. Родителите му се развеждат, когато той е на една годинка и майка му поема изцяло грижата за израстването му.
Въпреки трудното детство актьорският му талант е забелязан много преди Леонардо ДиКаприо да навърши пълнолетие. Започва кариерата си на актьор още като дете, снимайки се в сапунения сериал Санта Барбара, ситкома Растяща болка и още над 30 телевизионни реклами и сериали. Първата голяма изява на актьора е във филма Защо тъгува Гилбърт Грейп (1993), където си партнира с Джони Деп, в ролята на умствено изостаналия му брат. За изпълнението си е номиниран за Оскар и привлича вниманието на филмовата индустрия. Но филмът, който го прави суперзвезда, е Титаник през 1997 година, за който получава номинация за Златен Глобус. Въпреки че тази роля не му носи награда, по-късно ДиКаприо печели престижният Златен глобус за най-добър актьор в драматичен филм за превъплъщението си в Авиаторът (2004), както и Златен глобус за най-добър актьор в мюзикъл или комедия за ролята си на борсов посредник във Вълкът от Уолстрийт (2013).
Известен е като природозащитник. Кара хибриден автомобил, а къщата му е снабдена със соларни панели. Притежава и собствен остров в Белиз, където смята да построи еко курорт.
Най-добър приятел е на колегата си Тоби Магуайър, на чиято дъщеря е и кръстник.
