Leo Lionni wurde als Sohn eines jüdischen Diamantenschleifers und einer Sängerin in Amsterdam geboren. Als Junge begeisterte er sich für Malerei und kopierte bereits als 10-Jähriger in den Museen die alten Meister. 1922 übersiedelten die Eltern mit ihm in die USA und zogen danach noch in diverse andere Länder, so dass er mit 14 Jahren bereits fünf Sprachen beherrschte.
1925 kamen sie nach Italien, wo Leo auf Wunsch seines Vaters in GenuaVolkswirtschaft studierte und 1935 mit einer Arbeit über den Diamantenhandel promovierte. Während seines Studiums war er bereits als Grafiker und Maler tätig und schloss sich der Kunstbewegung des Futurismus an. 1939 emigrierte Lionni in die Vereinigten Staaten und arbeitete als künstlerischer Leiter für verschiedene Zeitschriften, wo sein „italienischer Stil“ für Furore sorgte. 1945 wurde er amerikanischer Staatsbürger.
1962 kehrte Lionni nach Italien zurück, obwohl er als Artdirector beim Fortune Magazine in New York sehr gut verdiente, und arbeitete seither als freischaffender Künstler. 1959 erschien mit Little Blue and little yellow sein erstes Kinderbuch.
Bis ins hohe Alter arbeitete Lionni an vielen verschiedenen Materialien wie Holz, Glas, Lehm und sogar Elfenbein. Lionni inspirierte viele andere Illustratoren und Künstler, unter anderem Eric Carle, dessen Talent als Bilderbuchkünstler er lange vor Carle selbst erkannte.
Die letzten Jahre vor seinem Tod lebte der an Parkinson erkrankte Lionni vor allem in seinem Haus in der Toskana und in seinem Appartement in New York. Er starb im Alter von 89 Jahren.[3]
Gertrud Bünning: Lesemotivation – aber wie? Zur Praxis der Buch- und Leseerziehung in Anfangsklassen. Düsseldorf: Schwann 1981. ISBN 3-590-14582-X.
Leo Lionni: Plastiken, Ölbilder, Zeichnungen, Druckgraphik. Ausstellung vom 8. Februar bis 20. April 1974, hrsg. v. der Baukunst-Architekturgesellschaft „Köln“. Köln 1974.
Leo Lionni at the Library of Congress. An International Children’s Book Day lecture presented on May 12, 1988, hrsg. v. Sybille A. Jagusch. Washington, DC: Library of Congress 1993. ISBN 0-8444-0723-2.