Советский психолог, занимавшийся проблемами общей психологии и методологией психологического исследования. Ученик Льва Семёновича Выготского, издавал его работы. Был одним из создателей факультета психологии Московского государственного университета. Декан факультета психологии МГУ (1966-1979гг.), академик Академии педагогических наук, вице-президент Академии педагогических наук, доктор психологических наук, доктор филологических наук.
Разрабатывал в 20-х гг. совместно с Л.С. Выготским и А.Р. Лурия культурно-историческую теорию, провел цикл экспериментальных исследований, раскрывающих механизм формирования высших психических функций (произвольное внимание, память) как процесс «вращивания», интериоризации внешних форм орудийно опосредованных действий во внутренние психические процессы. Экспериментальные и теоретические работы посвящены проблемам развития психики (ее генезису, биологической эволюции и общественно-историческому развитию, развитию психики ребенка), проблемам инженерной психологии, а также психологии восприятия, мышления и др.
Выдвинул общепсихологическую теорию деятельности - новое направление в психологической науке. На основе предложенной А.Н. Леонтьевым схемы структуры деятельности изучался широкий круг психических функций (восприятие, мышление, память, внимание), производилось исследование сознания и личности. Концепция деятельности А.Н. Леонтьева получила развитие в различных отраслях психологии (общей, детской, педагогической, медицинской, социальной), в свою очередь обогащавших ее новыми данными. Сформулированное А.Н. Леонтьевым положение о ведущей деятельности и ее определяющем влиянии на развитие психики ребенка послужило основанием для концепции периодизации психического развития детей, выдвинутое Д.Б. Элькониным.