Fils d'un bijoutier prospère, Léon Frédéric entre en 1871 comme apprenti chez le peintre-décorateur Charle-Albert, et suit les cours du soir à l'Académie royale des beaux-arts de Bruxelles. En 1874, il travaille dans l'atelier particulier de Jean-François Portaels. L'année suivante, il se cotise avec de jeunes peintres pour louer un atelier où ils peuvent étudier le modèle vivant.
De 1876 à 1878, il prépare le prix de Rome auquel il échoue, mais son père lui offre de quoi voyager en Italie toute une année de 1878 à 1879. La présentation de ses triptyques témoignent de l'influence des primitifs italiens dans sa peinture[1].
Il fait ses débuts au sein du groupe artistique l'Essor qui réunit des tenants du réalisme. En 1883, il est salué comme un peintre plein de promesses avec son tableau Les Marchands de craie, un triptyque ralliant le modernisme au génie des maîtres primitifs, et durant les années 1890, il devient un des peintres les plus populaires de Belgique, cité aux côtés de Constantin Meunier ou d'Eugène Laermans.
Le , le roi Albert Ier accorde à Léon Frédéric — en même temps qu'à James Ensor — le titre de baron.
Son art est l'alliance d'un naturalisme maniéré avec la naïveté et la luxuriance du Quattrocento et des primitifs flamands, souvent exécutées sous forme de triptyques.
Le peintre des Marchands de craie relate avec une poésie touchante les visages, ceux des petits surtout dans leur timidité craintive ; l'un a la grosse tête, l'air bête, borné, un autre louche, ils sont tous malgré tout, même ces deux là, ravissants. C'est la poésie de la misère, de la résignation, du devoir silencieux, du courage.
Certains tableaux prennent la forme d'allégories ésotériques comme l’Intérieur d'atelier de 1882, au musée d'Ixelles. Ces œuvres suffisent à classer Léon Frédéric comme l'un des maîtres du courant symboliste belge[2]. Elles annoncent certains thèmes surréalistes, comme le montre le volet droit du triptyque L'Eau, L'Eau dormante.
Frédérique Thomas-Maurin, Isolde De Buck, Benjamin Foudral (dir.), Léon Frédéric (1856-1940), un autre réalisme [exposition, Ornans, Musée Gustave Courbet, 6 juillet-15 octobre 2018], Besançon, Editions du Sekoya, , 181 p. (ISBN978-2-84751-164-2).
Benjamin Foudral, Léon Frédéric (1856-1940), « gothique moderne ». Carrière d’un artiste belge dans l’Europe de la fin du XIXe siècle. Essai et Catalogue raisonné de l'œuvre [thèse en histoire de l'art, Sorbonne université, soutenue le ], Paris, .