Leo Esaki nació en Osaka, Japón, el 12 de marzo de 1925. Físico formado en la Universidad de Tokio, por la que se doctoró en 1959. Su principal trabajo, desarrollado en la empresa Sony, fue la creación del diodo de efecto túnel, que permite el paso de corriente en condiciones aparentemente de cierre, lo que equivale a la presencia de una resistencia negativa. Este diodo tiene múltiples aplicaciones en el campo de la electrónica. En 1973 recibió el premio Nobel de Física, compartido con I. Giaever y B. Josephson.
Su concepto de superredes artificiales se extendió a una amplia gama de campos de semiconductores, a los metales y los materiales magnéticos, y aún está en evolución para inspirar a nuevos estudios y para descubrir características desconocidas, que puedan llevar sus aplicaciones de servicio a las necesidades humanas.
Luego de trabajar muchos años en la empresa Sony, Esaki se dedicó a la investigación de semiconductores en el IBM Thomas J. Watson Research Center, en Nueva York, desde 1960. 
Otros premios incluyen el Premio Nishina Memorial (1959), el Premio Asahi Press (1960), el Toyo Rayón Premio de la Fundación para la Promoción de Ciencia y Tecnología (1960), el Morris Liebmann del IRE (1961), la Medalla de Honor del Instituto Franklin (1961), el premio de la Academia de Ciencias de Japón (1965), la Orden de Cultura del Gobierno de Japón (1974) y el de la Sociedad Americana de Física (1985).
Además, ha recibido distinciones de numerosas universidades de todo el mundo. Es miembro de numerosos comités científicos internacionales, y es profesor adjunto de la Universidad de Waseda, Japón. También ha sido elegido miembro de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias, de la Academia de Japón, y de la Academia Nacional de Ingeniería de EE.UU., entre otras.