La constelación de Leo se conoce desde la antigüedad y se incluyó como una de las constelaciones del zodíaco de Ptolomeo en el siglo II EC. En el hemisferio norte, Leo se eleva sobre el horizonte en o alrededor del primer día de primavera.
Leo presta su nombre a la lluvia de meteoros anual de Leónidas que alcanza su punto máximo en noviembre y a las Leónidas de enero, que son máximas en la primera semana del mes. Visto desde el suelo, todos los meteoros que caen parecen originarse dentro de la constelación. Leo es una de las constelaciones más grandes del cielo y una de las más reconocibles, ya que las "estrellas de puntero" de la Osa Mayor están alineadas de tal manera que apuntan a ella.
La estrella más brillante en Leo es Regulus, situada en la pata delantera del león. Regulus es en realidad dos estrellas, que se pueden ver desde la Tierra a través de un par de binoculares de aumento medio. Leo es el hogar de múltiples estrellas binarias y terciarias y varias estrellas variables. El más cercano es Wolf 359, que se ha presentado en los programas de ciencia ficción "The Outer Limits" y "Star Trek: The Next Generation".
Matar al león de Nemea fue el primer trabajo de Heracles, que logró con sus propias manos. Los antiguos griegos creían que Zeus colocaba a Leo en el cielo en honor a su triunfo.