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. В письме к другу Бакст писал: «Продавец картин нахально забирает за гроши мои лучшие этюды».
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». Когда мирискусники стали выпускать свой журнал, Бакст возглавил художественный отдел. Вскоре его пригласил к себе великий князь Владимир Александрович — давать уроки рисования детям.
Леон Бакст создал ряд пейзажей и детских портретов, мистические полотна «Древний ужас» и «Элизиум». О знаменитой картине «Ужин» Василий Розанов писал: «Стильная декадентка конца века, черно-белая, тонкая, как горностай, с таинственной улыбкой а-ля Джоконда кушает апельсины».
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.
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. Художник тщательно продумывал детали костюмов, их колористику и узоры, которые во время танцев подчеркивали пластику и гибкость актеров. Художественный критик Мстислав Добужинский писал: «его признал и «короновал» сам изысканный и капризный Париж», а Андрей Левинсон — «Париж подлинно пьян Бакстом».
Леон Бакст разрабатывал и дизайн тканей. После Русских сезонов в дорогих французских магазинах стали продавать ткани «Одалиска» и «Шахерезада». Для парижского кутюрье Поля Пуаре Бакст создавал оригинальные орнаменты и утонченные узоры. 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. Он стал для сценографа последней крупной постановкой. В 1924 году художника не стало — он умер во время работы над спектаклем «Истар» Иды Рубинштейн. Леона Бакста похоронили на парижском кладбище Батиньоль.
