El nacimiento de Leo se remonta a la antigüedad, aunque es posterior a los de Aries, Tauro y Sagitario. Leo, corresponde al León de Nemea, hijo de Tifón y Equidna, animal invulnerable que asolaba los campos devorando a las personas y al ganado. La primera tarea de Hércules fue matarlo. El León tenía como morada una cueva con dos entradas; Hércules taponó una de ellas y entró por la otra para sorprender a la fiera. Abrazó al león apretándolo hasta ahogarlo, y después con sus propias garras lo desolló y tomó para sí mismo su piel y su cabeza como casco. Zeus transformó al león en constelación para honrar a su hijo.

En Mesopotamia, simbolizaba el fuego y la culminación del caldeamiento solar en el hemisferio norte. En Egipto, representaba el Sol y la Monarquía. Los israelitas lo asimilaron con Judá, que se recuesta como el león, razón por la que figura en el estandarte del reino homónimo. La tradición judeocristiana lo relaciona con el evangelista San Marcos.

   Características destacables

 Quizá una de las constelaciones mas conocidas, Leo contiene muchas estrellas brillantes, destacando los sistemas estelares Régulo (α Leonis) -el corazón del león- y  Algieba (γ Leonis), así como Denébola (β Leonis), que posee un disco circumestelar. Muchas otras estrellas más tenues también reciben nombres propios, entre ellas δ  Leonis (Duhr o Zosma), θ Leonis (Chertan o Chort), λ Leonis (Alterf) y ο Leonis (Subra). Wolf 359, la tercera estrella más cercana al sistema solar (7,7 años luz), está en Leo. La estrella de carbono CW Leonis es la estrella más brillante en el cielo nocturno en la banda-N infrarroja (longitud de onda de 10 μm).

   Estrellas principales

• α Leonis (Regulus o Régulo), estrella múltiple y la más brillante en la constelación con magnitud 1,35; su nombre quiere decir 'pequeño rey' y está situada en la parte delantera del león. La estrella principal es una estrella caliente blanco-azulada 240 veces más luminosa que el Sol.
• β Leonis (Denébola), en el borde oriental de Leo, es una estrella blanca y la segunda más brillante con magnitud 2,14. Se encuentra relativamente próxima a nosotros, a sólo 36 años luz. Se ha detectado la presencia de un disco circumestelar a su alrededor.
• γ Leonis (Algieba), una hermosa estrella doble con dos componentes amarillo-anaranjadas, ambas estrellas gigantes, que se pueden resolver mediante el telescopio. De magnitud conjunta 2,21, es la tercera más luminosa de Leo.
• δ Leonis (Duhr o Zosma), estrella blanca a 58 años luz, la cuarta más brillante con magnitud 2,56.
• ε Leonis (Ras Elased Australis), gigante amarilla de magnitud 2,98.
• ζ Leonis (Aldhafera o Adhafera), con magnitud 3,44, una estrella en rápida evolución desde la secuencia principal a la fase de gigante.
• η Leonis, supergigante blanca muy luminosa a aproximadamente 2100 años luz de distancia.
• θ Leonis (Chertan o Chort), estrella blanca de la secuencia principal de magnitud 3,33.
• ι Leonis, binaria espectroscópica cuya componente principal es una subgigante blanco-amarilla.
• μ Leonis (Rasalas o Ras Elased Borealis), gigante naranja de magnitud 4,1.
• ο Leonis (Subra), de magnitud 3,52, en realidad una estrella binaria cuyas dos componentes (una gigante amarilla y una estrella blanca de la secuencia principal) se hallan muy próximas.
• ρ Leonis, supergigante azul 165.000 veces más luminosa que el Sol.
• 83 Leonis, una estrella binaria, con un planeta extrasolar alrededor de la componente secundaria.
• R Leonis, al oeste de Régulo, variable Mira cuya magnitud oscila entre 4,4 y 11,3 durante un período de 10 meses y medio.
• HD 89307, enana amarilla similar al Sol con un planeta extrasolar a 4,15 UA.
• AD Leonis (GJ 388), una de las estrellas fulgurantes más activas y más estudiadas, situada a algo menos de 16 años luz.
• CW Leonis (IRC +10216), quizás la estrella de carbono mejor estudiada, emite la mayor parte de su energía como radiación infrarroja.
• Wolf 359 o CN Leonis, al sur de la constelación, es una enana roja y estrella fulgurante, la tercera más próxima a nosotros a 7,8 años luz; es visible con pequeños telescopios.
• Gliese 436, una estrella con un planeta de la masa de Neptuno pero con una órbita muy cercana a la estrella.
• GJ 3685A, enana roja y estrella fulgurante donde en 2004 se observó una llamarada un millón de veces mayor que las erupción solares

   Objetos de cielo profundo

    Leo contiene gran cantidad de galaxias (en realidad parte del Cúmulo de Galaxias de Virgo), visibles sólo con telescopios, en donde destacan:

• M65 y M66, dos galaxias espirales a unos 35 millones de años luz: se encuentran cerca de Chertan (θ Leonis). Pueden verse con prismáticos pero se aprecian mejor con un telescopio. Junto con NGC 3628, forman el Triplete de Leo.
• Galaxia espiral M96 y galaxia espiral barrada M95, ésta última menos grande y brillante.
• M105, NGC 3384 y NGC 3389, tres galaxias que aparecen como un triángulo de luz difusa. M105, la más brillante de las tres, es una galaxia elíptica.
• NGC 2903, galaxia espiral barrada de magnitud 9,7 situada 1,5º al sur de λ Leonis. Se puede apreciar su forma con un pequeño telescopio.
• NGC 3521, también una galaxia espiral en el borde sur de la constelación.
• NGC 3370 o galaxia Silverado, en donde tuvo lugar la supernova SN 1994ae, una de las más cercanas y mejor estudiadas.
• NGC 3226 y NGC 3227 (Arp 94), dos galaxias interactuando que se pueden discernir con un telescopio de unos 100 aumentos.
• NGC 3808 y NGC 3808A (Arp 87), dos galaxias también interactuando.
• Leo I y Leo II, galaxias muy tenues pertenecientes al Grupo Local. Leo I está situada 12 arcmin al norte de Regulus.