Fils de François Chrétien, docteur en médecine, et d'Aurore Marie Damaris Langlois, fille de Michel Langlois, ancien administrateur général des hôpitaux militaires. Son père obtient par un jugement civil du tribunal de la Seine (21 avril 1820), qu'à son nom de Chrétien soit ajouté celui de Lalanne, nom de sa première épouse décédée[2].
Entré à l'École polytechnique en 1829, puis à l'École nationale des ponts et chaussées en 1831, Léon Lalanne en sort ingénieur des Ponts et Chaussées et se fait bientôt remarquer par plusieurs inventions ou perfectionnements ayant pour but d’abréger les opérations des calculs, notamment l'épure de Lalanne, un graphique permettant d'optimiser le profil en long pour la construction d'une route neuve. Il s’intéresse très vite aux chemins de fer et est l’un des constructeurs de la ligne de Sceaux (1846).
Bien que né dans une famille légitimiste, Léon Lalanne est très tôt un républicain convaincu. Il participe aux journées de juillet 1830, alors qu'il est élève à l'École polytechnique[3].
Léon Lalanne se trouve mêlé aux événements de la Deuxième République. Appelé à remplacer, à la fin de , Émile Thomas à la direction des Ateliers nationaux, il doit, devant le nombre toujours croissant des inscrits, prendre des mesures impopulaires (arrêt des inscriptions, paiement à la tâche et non plus à la journée, etc.) qui n’empêchent pas leur dissolution peu après. À la suite des évènements de la journée du 13 juin 1849, il est un moment inquiété (affaire du Conservatoire des arts et métiers), mais rapidement remis en liberté.
Lalanne est chargé, en 1852, de la direction des travaux publics en Valachie[4]. Il dirige ensuite la construction de chemins de fer en Suisse (1856-1860), puis en Espagne (1860-1861). Rentré en France (1862), il devient inspecteur général des Ponts et Chaussées, puis, en 1876, directeur de l’École des ponts et chaussées. En 1879, il entre à l’Académie des sciences.
Ayant pris sa retraite en 1881, Léon Lalanne s’intéressa alors à la politique. Soutenu par la gauche modérée, il est élu sénateur inamovible en en remplacement du général Chanzy, récemment décédé.
En 1882, Lalanne est nommé président du conseil d'administration de la Compagnie générale des Omnibus, qui détient alors le monopole des voitures et transports en commun à Paris.
Léon Lalanne a publié de nombreux travaux scientifiques dont :
Tables nouvelles pour abréger divers calculs relatifs aux projets de routes principalement les calculs des terrasses et des plans parcellaires… (1839) ;
↑Jean-Amédée Lathoud, « Milieu familial et réseaux d’interconnaissance », dans François Jarrige (dir.), Léon Lalanne : Un ingénieur entre la science, la politique et l’industrie au XIXe siècle, Besançon, Presses universitaires de Franche-Comté, coll. « Les Cahiers de la MSHE Ledoux », (ISBN978-2-38549-118-5, lire en ligne), p. 17-32
↑Anatole de Barthélémy, « Ludovic Lalanne (1815-1898) : note biographique », Bibliothèque de l'École des chartes, no 59, , p. 589-598 (lire en ligne), p. 590.
Roger Lévêque, « Lalanne Léon Louis Chrétien 1811-1892 », dans Jean-Marie Mayeur et Alain Corbin (dir.), Les immortels du Sénat, 1875-1918 : les cent seize inamovibles de la Troisième République, Paris, Publications de la Sorbonne, coll. « Histoire de la France aux XIXe et XXe siècles » (no 37), , 512 p. (ISBN2-85944-273-1, lire en ligne), p. 368-370.
François Jarrige (dir.), Léon Lalanne: Un ingénieur entre la science, la politique et l’industrie au XIXe siècle, Besançon, Presses universitaires de Franche-Comté, (ISBN978-2-38549-117-8, DOI10.4000/12a1p, lire en ligne).