Hijo de un fabricante de relojes establecido en París, desde sus primeros años escolares ya demostró una extraordinaria capacidad de estudio, una curiosidad insaciable y un entusiasmo fuera de lo común por implicarse en las más variadas actividades sociales. Cursó la enseñanza primaria en la Institución Massin, donde ya dio claras muestras de su facilidad para la oratoria y sus dotes de liderazgo, y después continuó su formación en el Liceo Carlomagno.
Durante la guerra franco-prusiana luchó en el regimiento de artillería y, tras finalizar el conflicto, se matriculó en la Escuela de Leyes de la Universidad de París. Su formación fue extraordinariamente completa; estudió hinduismo y sánscrito, coqueteó con las bellas artes y se convirtió en una autoridad musical y en un experto en manifestaciones escultóricas y pictóricas.
En aquellos años de estudiante también forjó unas fuertes convicciones ideológicas y, desde entonces y a lo largo de toda su vida, Léon Bourgeois defendió los valores de la educación, la justicia, la sanidad y el pacifismo como condiciones esenciales para mejorar la situación global de la humanidad. Este fue el ideario de un político atípico, sin ambiciones personales, que en dos ocasiones renunció a presentar su candidatura a la presidencia de la República, a pesar de contar con la certidumbre de que lograría con facilidad la victoria.
Ejerció la abogacía durante algunos años, hasta que en 1876 asumió su primer cargo público como comisario principal del Departamento de Demandas del Ministerio de Trabajo. Entonces su carrera política tomó un ritmo vertiginoso que le llevó a ocupar, sucesivamente, responsabilidades como secretario general de la Prefectura de Marne (1877), subprefecto de Reims (1880), prefecto de Tarn (1882), secretario general de Seine (1883), prefecto de Haute-Garonne (1885) y director de personal (1886) y director del departamento de Asuntos Públicos (1887) del Ministerio de Interior. Apenas había cumplido treinta y seis años cuando fue nombrado, en noviembre de 1887, comisario jefe de la Policía de París. Tres meses después derrotó al todopoderoso general Boulanger en la disputa por el escaño de diputado en el distrito de Marne.
Léon Bourgeois ingresó en las filas de la izquierda parlamentaria y pronto se convirtió en el orador más brillante del Partido Radical-Socialista. Ese mismo año fue nombrado subsecretario de Estado en el gabinete del primer ministro Floquet; en 1889 fue elegido diputado por Reims y en 1890 se convirtió en el ministro de Interior del gobierno de Tirard. Durante los primeros años de la década siguiente, sus responsabilidades de gobierno continuaron como ministro de Instrucción Pública (1890-1892) en el ejecutivo de Charles de Freycinet, cargo desde el que impulsó una importante reforma de la estructura educativa del país con medidas como la reagrupación de Facultades en torno a las instituciones universitarias, la reforma de los sistemas de enseñanza primaria y secundaria y la ampliación de los accesos a la educación de posgrado. Cuando abandonó la cartera de Educación, fue ministro de Justicia durante poco más de un año (1893).
El 1 de noviembre de 1895, Léon Bourgeois formó gobierno con un programa político que incluía la promulgación de un impuesto general sobre la renta, la creación de un plan de jubilación para los trabajadores y la implantación de medidas dirigidas a la separación de la Iglesia y el Estado. Sus medidas desataron una batalla política y financiera y, sólo seis meses después de jurar el cargo, Bourgeois abandonó la jefatura del gobierno. En 1898 asumió nuevamente la cartera de Educación en el ejecutivo de Henri Brisson, y en 1902 fue nombrado presidente de la Cámara de Diputados.
Después de que algunos problemas de salud le mantuvieran apartado de la vida pública durante algunos meses de 1904, en 1905 regresó a la arena política y ganó escaño en el Senado por el distrito de Marne. Reelegido senador de forma continuada hasta su muerte, entre 1920 y 1923 fue presidente de la Cámara Alta. En 1906, el primer ministro Sarrien colocó al veterano político al frente del Ministerio de Asuntos Exteriores.
Jefe de la delegación francesa en la primera Conferencia de Paz de La Haya, celebrada en 1899, presidió la Tercera Comisión, encargada de debatir el arbitraje internacional, y, junto a sus colegas de las delegaciones británica y americana, fue responsable del éxito de la propuesta adoptada por la Conferencia de establecer una Corte Permanente de Arbitraje. En 1903 Bourgeois fue designado miembro de la Corte. Volvió a representar a su país en la segunda Conferencia de Paz de La Haya en 1907 y, nuevamente, presidió la Comisión enfocada en las cuestiones del arbitraje y la solución dialogada de los conflictos internacionales.
De regreso a Francia, Léon Bourgeois rechazó por dos veces la invitación del presidente de la República para formar gobierno, aunque continuó con responsabilidades públicas como titular del Ministerio de Trabajo (1912) con Raymond Poincaré, como ministro de Asuntos Exteriores con Ribot (1914), como ministro de Estado durante la Primera Guerra Mundial y de nuevo como ministro de Trabajo en 1917.
Pacifista convencido, Léon Bourgeois fue uno de los más destacados impulsores de la Sociedad de Naciones. Presidió la Asociación Francesa para la constitución del organismo y, a lo largo de 1919, fue un conferenciante habitual en los Congresos Internacionales convocados en París por varias organizaciones interesadas en su puesta en marcha. Ese mismo año fue el representante de Francia en la Comisión de la Sociedad de Naciones promovida por el presidente estadounidense Woodrow Wilson. En 1920, al tiempo que culminaba su carrera política en Francia asumiendo la presidencia del Senado, fue unánimemente elegido primer presidente del Consejo de la Sociedad de Naciones.
