Dessinateur dans un cabinet d’architecture, Léger est admis en 1903 à l’École des Arts Décoratifs à Paris tout en fréquentant l’Académie Julian et le musée du Louvre. Comme d’autres artistes de sa génération, il passe par différentes phases liées à l’impressionnisme, au néo-impressionnisme et au fauvisme.
Bien que la plupart de ses peintures exécutées avant 1910 aient été détruites de sa main ou perdues, ses toutes premières recherches sont néanmoins documentées par quelques toiles dans l’exposition. Une première section évoque les séjours effectués en Corse par l’artiste entre 1906 (Fortifications d’Ajaccio, 1907) et 1908, date de son installation à Paris à La Ruche près de Montparnasse où il se lie avec d’autres jeunes artistes et poètes de l’époque.
Fortement marqué par Cézanne, représenté au Salon d’Automne de 1907, il se distingue du cubisme de Picasso et de Braque par une recherche systématique de contrastes de formes poursuivie jusqu’en 1914. Deux tableaux emblématiques Les Toits de Paris et l' Etude pour La Femme en bleu, tous deux de 1912, restituent parfaitement cette quête.

La carrière de Léger est soudainement interrompue par la première guerre mondiale dans laquelle il servit comme soldat. Son retour à Paris coïncide en 1918 avec un changement radical de thèmes tels que les disques (Les Disques dans la ville, 1920), et les remorqueurs (Le Grand Remorqueur, 1923) où domine largement une imagerie inspirée de la machine et du dynamisme urbain.
Bien que son œuvre du début des années 20 se nourrisse encore des thèmes mécaniques de l’après-guerre (Elément mécanique sur fond rouge, 1924), la figure refait alors son apparition, notamment dans une série de personnages féminins exécutée à partir de 1921 (Le Déjeuner, 1921 et Femme au bouquet, 1924), proche du classicisme contemporain de Picasso. L’expérience de la guerre encourage Léger à explorer les nouveaux médias, en particulier le cinéma. Celui-ci lui inspire en 1924 un premier film sans scénario, le Ballet mécanique.

Peu à peu, au début des années 30, Léger se fait l’avocat d’un type d’image plus accessible au grand public. Ses peintures les plus importantes de la décennie, La Joconde aux clés et la Danseuse bleue également de 1930, ainsi qu’Adam et Eve (1934), participent d’un nouveau réalisme proche des images renvoyées par les médias contemporains, par leur monumentalité et leur caractère iconique.
A la suite de l’Occupation de Paris, Léger gagne les Etats-Unis en 1940. L’une de ses premières productions américaines est consacrée aux figures stylisées des plongeurs (Les Plongeurs polychromes, 1942-1946 et La Danse, 1942); d’autres suivront sur le thème des acrobates (L’Acrobate dans le cirque, 1947-1948) et des cyclistes.
Son Hommage à Louis David (Les Loisirs, 1948-1949) témoigne également de son engagement en faveur de l’homme du commun, motivé par ailleurs par son adhésion au Parti communiste à partir de 1946. Cet intérêt culmine dans une série de peintures exécutées dans les années 50 avec de grandes toiles telles que Les Constructeurs, 1950, La Partie de campagne, 1953 et Le Campeur, 1954.