Leo Fender desenvolveu um interesse por engenharia elétrica ainda jovem; como hobby, ele construiu e consertou rádios enquanto estava no colégio. Depois de completar o ensino médio em 1928, ele se formou no Fullerton Junior College em contabilidade. Em 1934, ele se casou com Esther Klotzky e trabalhou como contador para o Departamento de Estradas de Rodagem da Califórnia; e em 1938, ele abriu uma empresa de rádio em Fullerton, Califórnia. Não apenas vendeu rádios, mas também começou a efetuar pequenos reparos em instrumentos. Além disso, Leo Fender já estava ocupado com vários sistemas de amplificadores para fala, música e instrumentos; e construiu sistemas que emprestava para eventos.
Em 1945, ele fundou a empresa K&F Manufacturing Corporation com o sócio Clayton Orr “Doc” Kauffman, que fabricava um pequeno número de guitarras e amplificadores havaianos na loja de rádios usando principalmente ferramentas e máquinas feitas pelo próprio. Os dois também desenvolveram um novo captador no qual as cordas do violão eram alimentadas através da bobina do captador; um princípio que também é usado com a agulha da base giratória. A empresa também detinha a patente de um trocador de registro aprimorado, que também foi produzido. Em 1946, a K&F foi oferecida pela empresa Radio-Tel para assumir a distribuição em grande escala, o que Leo Fender aceitou. Kauffman achou que isso era muito ousado e deixou a empresa por isso. A Fender abriu a Fender Electrical Instrument Co., que agora produzia em uma escala maior nos novos salões construídos perto da loja de rádios. No mesmo ano, vários amplificadores de guitarra foram colocados no mercado (Deluxe, Princeton, Professional).
Em 1947, ele vendeu seu negócio de rádio para Dale Hyatt. Fender gostava de consertar a parte elétrica das guitarras, mas não os pescoços que geralmente eram colados na época. Então ele pensou em um novo tipo de guitarra com braço aparafusado. Esta guitarra deve consistir em componentes individuais facilmente intercambiáveis. Em 1950, ele e George Fullerton introduziram a "Broadcaster", que logo seria rebatizada de Telecaster. Seguiu-se 1951 com o Fender Precision Bass, um baixo elétrico com quatro cordas; que ao longo dos anos não só substituiu o contrabaixo, mas também moldou o som da música pop moderna. Seguiu-se a 1954 com a Stratocaster; outra guitarra elétrica que como a Telecaster e o Precision Bass teve uma influência decisiva no som das décadas seguintes. Ao mesmo tempo, Fender anunciou a produção em massa na construção de guitarras, já que todas as partes de suas guitarras podiam ser fabricadas individualmente e aparafusadas - uma técnica completamente incomum na época e inicialmente ridicularizada.
Fender modelo Telecaster 1952
A forma como eram feitas tornava suas guitarras mais acessíveis do que as da concorrência (principalmente Gibson) para a maioria dos músicos. Graças ao conceito de produção inovador e muito eficaz, Leo Fender se tornou na construção de violões na década de 1950 o que Henry Ford foi na construção de automóveis na década de 1920. O negócio de Fender era esplêndido e seus instrumentos foram bem recebidos pelos músicos. Outros modelos como o Jazz Bass, o Fender Jaguar e as guitarras Fender Jazzmaster foram adicionados. Em 1965, Leo Fender adoeceu gravemente e não era mais capaz de dirigir a empresa, então concordou em vendê-la ao grupo de mídia CBS por US$ 13 milhões. Só então ele encontrou um médico que poderia curá-lo; e nos anos seguintes, ele permaneceu oficialmente ativo como consultor na CBS, mas não entrou mais no escritório que lhe era fornecido e ficou cada vez mais irritado com a maneira como a CBS produzia e se desenvolvia.
Em 1971, Leo Fender fundou a empresa de guitarra e baixo Tri-Sonic com os ex-funcionários Forrest White e Tom Walker, que foi renomeada Musitek, Inc. em 1973 e Music Man em 1974. Por enquanto, apenas amplificadores foram construídos, e para ter uma gama completa no programa, a consultoria de Leo Fender CLF Research foi contratualmente obrigada a produzir baixos e guitarras para o MusicMan. Nos anos seguintes, o famoso baixo elétrico Music Man StingRay, que ainda hoje é vendido com sucesso, foi criado aqui. Depois que Leo Fender teve dificuldades com a gestão do MusicMan, ele saiu em 1980 e no mesmo ano fundou a G&L Musical Instruments (G&L significa George e Leo) com George Fullerton e Dale Hyatt nas instalações de pesquisa CLF na Fender Avenue em Fullerton. Até sua morte, outras inovações como pickups, sistemas de vibrato e construções de braço foram desenvolvidas. Leo Fender morreu em 21 de março de 1991 de efeitos colaterais da doença de Parkinson.
Em fevereiro de 2009, Leo Fender foi postumamente premiado com um Grammy por seu mérito especial ("Prêmio de Mérito Especial"); ele já havia sido indicado para o Rock and Roll Hall of Fame em 1992.
