Leonardo DiCaprio foi encorajado a explorar seu lado artístico ainda na primeira infância, quando com cinco anos de idade começou a participar de comerciais e programas educativos. Após ter dificuldades para encontrar um agente (um empresário chegou a sugerir que ele mudasse de nome), DiCaprio estreou no cinema no filme de terror de baixo orçamento Criaturas 3 (1991). Sua performance chamou a atenção dos produtores da série Growing Pains e a projeção na TV o levou a viver seu primeiro grande papel na sétima arte, o adolescente rebelde Toby em O Despertar de Um Homem (1993). Aos 18 anos de idade, o jovem ator contracenou com Robert De Niro e Ellen Barkin. A atuação do então novato impressionou os críticos num filme que conta a história de um adolescente e seu padrastro abusivo. No mesmo ano, ao lado de Johnny Depp, DiCaprio interpretou um garoto com problemas mentais no drama Gilbert Grape - Aprendiz de Sonhador (1993). O filme retratava uma família problemáticas com algumas doses de comédia e foi um sucesso de público e crítica, rendendo diversos prêmios menores para DiCaprio e suas primeiras indicações ao Oscar e Globo de Ouro.

Após conquistar a reputação de ator talentoso, DiCaprio se envolveu com mais projetos ambiciosos, como Diário de um Adolescente (1993), em que interpreta um promissor atleta juvenil que se envolve com drogas e prostituição, e Rápida e Mortal (1994), faroeste com Sharon Stone, Gene Hackman e Russell Crowe. O inquestionável estrelato mundial veio nos anos seguintes. Ele protagonizou ao lado de Claire Danes a adaptação de Baz Luhrmann da clássica peça de Shakespeare em uma versão moderna no romance Romeu + Julieta (1996). O filme teve uma boa recepção do público, especialmente entre os jovens, conquistando indicações e prêmios no MTV Movie Awards, BAFTA e Oscar (indicado na categoria Melhor Direção de Arte).

Porém, todo a repercussão de Romeu + Julieta foi sublimada pelo massivo sucesso mundial de Titanic. Vivendo mais uma trágica história de amor, DiCaprio interpretou um homem pobre de 20 anos que embarca no Titanic e se apaixona por uma mulher da classe A, interpretada por Kate Winslet. O filme de James Cameron se tornou o filme de maior bilheteria de todos os tempos, sendo superado em 2010, pelo trabalho seguinte de Cameron (Avatar), além de ter conquistado 11 estatuetas no Oscar de 1998. O

filme transformou Leonardo DiCaprio em uma celebridade de primeiro escalão, repleto de fãs ao redor do mundo (o momento chegou a ser chamado de "Leo-Mania"). "Eu nunca mais vou conseguir chegar a esse nível de popularidade e isso não é algo que eu vou tentar conquistar novamente", afirmou o ator sobre este fenômeno de fama colossal.

Em sua carreira pós-Titanic, Caprio fez uma pequena ponta em Celebridades (1998), filme de Woody Allen que ironicamente satiriza a cultura hollywoodiana, e estrelou O Homem da Máscara de Ferro (1998) e A Praia (2000), de Danny Boyle. Nenhum desses filmes foi um grande sucesso, tanto com a crítica quanto com o público.

Depois da virada do século, Leonardo DiCaprio recuperou o prestígio com a crítica ao protagonizar Prenda-me Se For Capaz, filme de Steven Spielberg que une drama e comédia para contar a história do falsário Frank Abagnale Jr. Em seguida, DiCaprio se uniu a mais um diretor de renome e iniciou uma longa e frutífera parceria com Martin Scorsese. Ao todo, os dois uniram forças criativas em Gangues de Nova York (2002), O Aviador (2004), Os Infiltrados (2006), Ilha do Medo (2010) e Os Lobos de Wall Street (2013). Ao todo, os filmes da dupla Scorsese-DiCaprio faturaram quase US$ 1 bilhão (sem contar com a bilheteria do ainda inédito Os Lobos de Wall Street). Do ponto de vista crítico, os quatro primeiros filmes dessa colaboração receberam 26 indicações ao Oscar, faturando 9 estatuetas no total, inclusive a de Melhor Diretor e Melhor Filme (Os Infiltrados), prêmios até então inéditos na carreira de Scorsese.

Depois de ser indicado por Gilbert Grape: Aprendiz de Sonhador e O Aviador, DiCaprio conquistou sua terceira indicação ao Oscar de Melhor Ator pelo trabalho em Diamante de Sangue (2006). Além disso, DiCaprio manteve a tradição de trabalhar com diretores consagrados, como Ridley Scott, em Rede de Mentiras (2008); Sam Mendes, em Foi Apenas um Sonho (2008), onde voltou a contracenar com Kate Winslet; Clint Eastwood, em J. Edgar (2011); Christopher Nolan, na bem sucedida ficção científica A Origem (2010); e Quentin Tarantino, no faroeste estilizado Django Livre (2012).

DiCaprio continuou consolidado no mundo de Hollywood, após sua últma parceira com Scorcese, o ator seguiu para uma adaptação do livro O Grande Gatsby, atuando como o papel do milionário no filme de 2013. No ano seguinte, DiCaprio conseguiu seu primeiro prêmio no Oscar, após várias nomeações no qual perdeu. O Regresso (2015) lhe rendeu o Oscar de Melhor Ator em Filme, e é claro que o ator ficou bem emocionado. No longa, DiCaprio se preparou bastante antes de interpretar o personagem principal, além de aprender suas línguas de índigenas nativos dos EUA, além de aprender técnicas de cura natural, o ator ainda teve que comer o fígado cru de um bisão, além de dormir em carcassas de animais e sofreu hipotermia durante.

Seus próximos anos serviram de aprendizado e de recuperação pelo extraordinário trabalho no filme que lhe rendeu um Oscar. DiCaprio produziu e narrou algumas produções, dentre elas um documentário da Netflix sobre como a indústria da carne prejudica o meio ambiente.

Voltou em 2019, ao lado de Brad Pitt e Margot Robbie, ao interpretar um falido ator de faroeste numa Hollywood de outro universo dos anos 1960. No filme, Era Uma Vez em... Hollywood, Brad Pitt e DiCaprio salvam Sharon Tate de seu assassinato pelo culto de Charles Manson. 

Em 2021, DiCaprio agregou ao elenco de peso no filme da Netflix, Não Olhe Para Cima, onde ele e a personagem da atriz Jennifer Lawrence são dois astronômos que descobrem que um meteoro vai atingir o planeta. O elenco ainda conta com Timothée Chalamet, Meryl Streep, Cate Blanchett, Jonah Hill e entre outros. Por conta do longa, DiCaprio conseguiu uma nomeação para o Globo de Ouro de Melhor Ator em Filme de Comédia/Musical. 

Seus projetos futuros contam com filmes como: Killers of the Flower Moon e The Crowded Room.