O legătură de familie, de altfel, și ea la fel de puțin cunoscută, chiar dacă fratele mai mare a avut o influență covârșitoare în formarea profesională a lui Grigore.
Nicolae Leon s-a născut pe 15 aprilie 1862, în Băiceni, județul Botoșani, din părinții Iorgu Leon și Zoe, născută Neculau. Mama Zoe s-a recăsătorit câțiva ani mai târziu cu avocatul Vasile Antipa, din Botoșani, cu care a avut un al doilea fiu, Grigore Antipa (1867-1944).
Pe când Nicolae avea 12 ani, iar Grigore 7, viața lor ia o întorsătură ce are să le marcheze destinul: rămân orfani, ambii părinți murind la interval de câțiva ani. Copiii merg la pensionul „Margineanu” din Botoșani, ulterior transferându-se la Liceul „Institutele Unite” din Iași.
În anul 1881, Nicolae Leon începe studiile superioare de medicină la Iași. Nu le finalizează, pentru că se simte atras de științele naturale, astfel că se înscrie peste trei ani la Universitatea din Jena, unde se specializează în zoologie.
În România profesează câțiva ani ca profesor de liceu, apoi devine profesor titular la Catedra de zoologie medicală a Facultății de Medicină din Iași. A fost decan al Facultății de Medicină și rector al Universității ieșene între anii 1918 și 1920-1921.
A înființat primul laborator de parazitologie din țară, fiind primul profesor din România care a predat un curs de parazitologie. A realizat primele cercetări epidemiologice privind malaria în România, cercetări ce au stat la baza planurilor de eradicare a acestei boli, dar și de cunoașterea insectelor dăunătoare agriculturii.
Legătura dintre cei doi frați a fost foarte strânsă. Cei doi copii au petrecut în casele părintești din Strada Harapului (în prezent Bd. Eminescu). Grigore avea doar doi ani când a rămas orfan de tată, grija creşterii şi educării lui Grigore şi a fratelui său Nicolae Leon rămânând în seama mamei (Zoiţa Antipa) pe care mai târziu cei doi fii o apeciau că a fost o femeie "inteligentă, înţeleaptă, bună şi sfântă". Peste alţi patru ani Grigore rămâne orfan şi de mamă. Moş Panaite-unchiul de mamă a devenit tutorele celor doi băieţi.
Convins de fratele său Nicolae, Grigore întrerupe cursurile universităţii ieşene şi pleacă împreună cu acesta la Jena, unde devine timp de şase ani elevul conştiincios al celebrului profesor Ernst Haeckel. La 9 martie 1891 Grigore Antipa şi-a susţinut examenul de doctorat, Ernst Haeckel acordându-i menţiunea Summa Cum Laude, acordată doar de trei ori în cariera sa.
"În activitatea sa profesorală a pus întotdeauna pasiune și entuaziasm. El singur convins, antrena cu ușurință în convingerile sale. Sever cu studenții, pe care totuși îi iubea cu o dragoste părintească, era tot pe atât de respectat, cât de iubit de aceștia", scria - despre Nicolae Leon - Virgil Nitzulescu, în Anuarul Universității ieșene 1930-1935.
Nicolae Leon moare la 4 octombrie 1931, la Iași.