Sein Vater war der Lehrer Friedrich Emanuel Grebe. Leonhard Grebe legte sein Abitur 1902 in Elberfeld ab. Danach studierte er von 1902 bis 1905 an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität in BonnMathematik, Physik und Geographie. Seine akademischen Lehrer waren Alfred Heinrich Bucherer, P. Clemen, Dietzel, Benno (?) Erdmann, Paul Eversheim, Eberhard Gothein, August Hagenbach, Feffter, Jäger, Kaufmann, Heinrich Kayser, Konen, Kortum, Kowalewski, Küstner, Rudolf Otto Sigismund Lischitz, Loeschcke, London, Carl Mönnichmeyer, H. Rauff, Rein, Sachsse, Sell, Eduard Christian Hugo Study und Wentscher.
1905 veröffentlichte er seine Dissertation zur Erlangung der philosophischen Doktorwürde bei H. Kayser mit dem Titel Ueber Absorption der Dämpfe des Benzols und einiger seiner Derivate im Ultraviolett.
Grebe stand u. a. auch mit Albert Einstein in Kontakt. Im April 1919 legte Albert Einstein den Bonner Physikern Leonard Grebe und Albert Bachem nahe, die Unterstützung des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Physik für ihre Untersuchungen über die Rotverschiebung der Spektrallinien im Sonnenspektrum zu beantragen, die darauf zielten, experimentelle Beweise für die Allgemeine Relativitätstheorie zu liefern.
Grebe war u. a. auch der Begründer des Röntgenforschungsinstitutes an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn (1922) und dessen Leiter (bis 1945?). Der Physiker Arnold Sommerfeld erwähnt Leonhard Grebe (und andere) in seinem Brief an das Nobel-Preis-Komitee, in dem er Einstein eben für jenen Preis vorschlägt. 1932 wurde Grebe zum Präsidenten der Deutschen Röntgengesellschaft auf deren 23. Kongress in Dresden gewählt.
1951 wurde er emeritiert und 1952 mit der Röntgen-Plakette der Stadt Remscheid ausgezeichnet.
Er war verheiratet mit der Tochter des geheimen Bergrats Paul Klose (* 28. Juni 1851[1] † 17. Januar 1914[2]), Gerda (* 16. Mai 1890; † 2. September 1985).
NS Funktionen
Zum 1. Mai 1933 trat er in die NSDAP ein (Mitgliedsnummer 3.144.534),[3] er war Blockleiter und Abteilungsleiter in der Ortsgruppe. 1935 wurde er a.o. Professor und Führer des NS-Dozentenbundes in Bonn.
Wichtige Erfindungen
Grebe-Photogramme (Rotverschiebung)
Bau des ersten Zyklotrons in Deutschland (1937–1942).
Sonnengravitation und Rotverschiebung. Zeitschrift für Physik. 4. Jg., 1, 1921, S. 105–109.
Über die elektrische Leitfähigkeit fester Dielektrika bei Bestrahlung mit Röntgenstrahlen. Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei. 17 Jg., 1, 1923, S. 295–300.
mit L. Kriegesmann: Über den Energieverbrauch bei der Ionisation der Luft durch Röntgenstrahlen verschiedener Wellenlänge. Zeitschrift für Physik. 1924, S. 91–94.
Das Weltbild der Physik im Lichte der modernen Strahlenforschung. Bremer Beiträge zur Naturwissenschaft. 3, 2, 1936, S. 26–66.
mit A. Krost und L. Peukert: Versuche zum Physikalischen Nachweis der Mitogenetischen Strahlung. Strahlentherapie. 60, 1937, S. 575–581.
Briefe
Grebe an Einstein. 17. April 1919, Archiv zur Geschichte der Max-Planck-Gesellschaft Berlin-Dahlem (AMPG), I. Abt., Rep. 34, Nr. 3.
weitere Korrespondenz Einstein / Grebe. Siehe The Collected Papers of Albert Einstein, Vol. 9, The Berlin Years: Correspondence January 1919 - April 1920 einsteinpapers.press.princeton.edu
Hans-Paul Höpfner: Die Universität Bonn im Dritten Reich. Akademische Biographien unter nationalsozialistischer Herrschaft. (= Academica Bonnensia, Veröffentlichungen des Archivs der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität zu Bonn, Band 12). Bouvier, Bonn 1999.
Ernst Klee: Das Personenlexikon zum Dritten Reich. Wer war was vor und nach 1945. S. Fischer, Frankfurt am Main 2003.
Michael Grüttner: Biographisches Lexikon zur nationalsozialistischen Wissenschaftspolitik, Heidelberg 2004, S. 63.