Ritratto di Leopoldo de' Medici
Leopoldo de' Medici nacque a Firenze il 6 novembre 1617, ultimo dei sette figli del Granduca Cosimo II e di Maria Maddalena d'Austria. Quando aveva solo tre anni il padre morì ed i figli rimasero sotto la tutela delle Granduchesse reggenti Maria Maddalena e sua suocere Cristina di Lorena che si occuparono con attenzione e lungimiranza dell'educazione e formazione dei figli. Leopoldo ebbe come primo precettore Jacopo Soldani, scolaro di Galileo ed apprese le scienze dal padre scolopio Flaviano Michelini (altro allievo di Galileo) e da Evangelista Torricelli.
Quando il fratello maggiore Ferdinando assunse il governo del Granducato, Leopoldo lo affiancò nella direzione politica dello Stato, promuovendo in tutta la Toscana le manifatture, l'agricoltura e il commercio. Continuò sempre a coltivare i suoi interessi scientifici: nel 1638 ricostituì l'antica "Accademia Platonica" e nel 1657, con la fondazione dell'Accademia del Cimento, dette concreta realizzazione alla sua idea dell'indagine filosofico-scientifica che si fondava sul principio della ricerca della verità dedotta dall'osservazione dei fatti.

Già dal 1641 era stato eletto accademico all'Accademia della Crusca, dove svolse il ruolo di reggente delle Adunanze generali del 1650 e del 1663 e si occupò della preparazione delle voci delle arti per la III impressione del Vocabolario (1691).
Prodotto della sua vivacità intellettuale e della sua passione artistica, sono le sue vastissime collezioni di disegni, pitture, statue, monete, oggetti che riuscì a recuperare grazie alla fitta rete di rapporti che seppe intessere con artisti e agenti d'arte, e di cui resta testimonianza in un'enorme quantità di lettere e carteggi. 
Nel 1667 si tenne l'ultima seduta dell'Accademia del Cimento nella quale fu proclamato che lo sperimentalismo doveva essere l'unico metodo adottato dalla ricerca scientifica e, alla fine dello stesso anno, il 12 dicembre 1667 Leopoldo ricevette la nomina di Cardinale da papa Clemente IX. Da questo momento farà frequenti viaggi a Roma, sempre continuando a seguire i suoi interessi artistici e contribuendo alla raccolta di voci per la terza impressione del Vocabolario della Crusca.
Muore improvvisamente, nel pieno della sua attività di collezionista e di studioso, il 10 novembre 1675.