Leo również otrzymywał lekcje gry i występował publicznie w wieku 7 lat w Akwizgranie.
Po ukończeniu Hochschule für Musik w Berlinie, gdzie uczył się gry na fortepianie u Ernsta Rudorffa i kompozycji u Woldemara Bargiela, Leo Blech studiował prywatnie u Engelberta Humperdincka.
Kariera Po krótkiej pracy w handlu, w 1893 r. został dyrygentem w Stadttheater Aachen. Debiut w tej roli odbył się podczas premierowego wykonania opery własnego autorstwa pt. Aglaja do libretta Davida Kunhardta w dniu 4 października 1893 r.
W latach 1899–1906 dyrygował w Neues Deutsches Theater w Pradze, po czym przeniósł się do Königliches Opernhaus w Berlinie. W 1913 awansował na generalnego dyrektora muzycznego. W latach 1923–1926 zajmował różne stanowiska w operach w Berlinie i Wiedniu, m.in. w Deutsches Opernhaus, Volksoper Berlin i Volksoper w Wiedniu. W 1926 powrócił do Staatsoper unter den Linden, gdzie pozostał do czasu, gdy antysemicka polityka Adolfa Hitlera zmusiła go w 1937 roku do emigracji do Rygi, stolicy Łotwy. Tam dyrygował orkiestrą Łotewskiej Opery Narodowej i Baletu, wykładał także w konserwatorium ryskim, koncertował w Tallinnie, Moskwie i Leningradzie.