Леон Орбели остался в истории науки как один из величайших специалистов в своей области. Благодаря его исследованиям были впервые получены объективные данные о зрительной функции животных, а также об истинной роли вегетативной нервной системы.
Родился 7 июля 1882 в поселке Дарачичаг (Цахкадзор), в 50 км от Еревана.
Окончил 3-ю Тифлисскую гимназию в 1899 г. В 1904 — окончил Военно-медицинскую академию в Петербурге.
1909-1911 — работал в физиологических лабораториях Англии, Германии, Италии.
1907-1920 — работал в институте экспериментальной медицины под руководством И.П. Павлова.
В 1917 — член правления и секретарь Общества русских физиологов им. И.М. Сеченова.
1918-1957 — возглавлял физиологическую лабораторию Государственного естественнонаучного института имени П.Ф. Лесгафта.
1920-1931 — профессор Ленинградского Первого медицинского института.
1925-1950 — начальник кафедры физиологии Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова.
1943-1950 возглавлял Военно-медицинскую академию имени С.М. Кирова.
1939-1950 — директор Института эволюционной физиологии и патологии высшей нервной деятельности имени И.П. Павлова АМН СССР.
1939-1948 — академик-секретарь Отделения биологических наук. 1942-1946 — вице-президент АН СССР.
В 1956 — директор Института эволюционной физиологии имени И.М. Сеченова АН СССР.
В 1930 — член Парижского биологического общества.
В 1931 — член Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина» и др. зарубежных АН и обществ.
Умер 9 декабря 1958 в Ленинграде.