Лео Эсаки изучал физику в Токийском университете, получил степень бакалавра в 1947 г., степень доктора философии в 1959 г. Нобелевскую премию получил за исследования, проведённые в 1958 г. во время работы в компании Sony. Впоследствии в 1960 г. переехал в США и стал работать в исследовательском центре фирмы IBM, где был удостоен звания лауреата IBM в 1967 г.