Leslie William Nielsen nasce a Regina, Canada, l'11 febbraio 1926, da madre gallese e padre danese. Ha due fratelli, il più vecchio dei quali, Erik, diventerà Vice-primo Ministro del Canada negli anni ottanta. Era zio di Jean Hersholdt, un attore conosciuto per il suo ritratto di Dr.Christian nella serie con lo stesso nome, trasmessa prima alla radio e in seguito alla televisione. Nielsen ha dichiarato che lo zio gli fu d'ispirazione, in quanto lo ha convinto che il mestiere d'attore fosse un lavoro rispettoso e gli diede un certo coraggio nell'intraprenderlo, nonostante ammetta di non aver avuto la possibilità di conoscerlo meglio.
Nielsen passa molti anni a Fort Norman - oggi Tulita - finché, dopo essersi diplomato alla Victoria Composite High School, si arruola nella Royal Canadian Air Force, dove è addestrato per diventare un fuciliere aereo - è però troppo giovane e ancora poco esperto per essere spedito oltreoceano durante la Seconda Guerra Mondiale. In seguito lavora brevemente come dj in una stazione radio di Calgary, in Alberta, prima di iscriversi alla Lorne Greene Academy of Radio Arts, a Toronto. Mentre frequenta l'accademia, riceve una borsa di studio per la Neighbourhood Playhouse, che accetta, trasferendosi quindi a New York. Dopo questa scuola, frequenta l'Actor Studio, fino al suo debutto in televisione nel 1948 in un episodio di Studio One, accanto a Charlton Heston. Durante gli anni d'oro della televisione Nielsen interpreta stabilmente personaggi drammatici, apparendo in circa 50 spettacoli live solo nel 1950 - aveva un salario piuttosto basso, ha dichiarato in seguito Nielsen. Grazie alla sua voce distinta è scelto come narratore di molti documentari e pubblicità. In ogni caso, la sua carriera procede senza alcun cambiamento degno di nota.
Debutta finalmente al cinema nel '56, con il musical diretto da Michael Curtiz Il re vagabondo. Nonostante lo scarso successo commerciale del film, il produttore Nicholas Nayfrack nota Nielsen e gli offre una parte nel film di fantascienza Il pianeta proibito (1956), diretto da Fred McLeod Wilcox, grandissimo successo e ancora oggi cult, grazie al quale Nielsen ottiene un contratto a lungo termine con la Metro-Goldwyn-Meyer. Nello stesso periodo appare ne Il ricatto più vile (1956), con Glen Ford, e nella commedia Sesso debole? (1956) con Joan Collins ed Agnes Moorehead. Nel '57 ottiene invece la parte di comprimario a Debbie Reynolds nel musical romantico nominato all'Oscar Tammy fiore selvaggio, che porta Nielsen ad un picco di notorietà presso il pubblico, che lo considera un ottimo attore drammatico. In ogni caso, poco soddisfatto dai film che gli erano affidati dallo studio, abbandona la MGM. In seguito trova un ruolo in una miniserie ad alto budget della Walt Disney, The Swap Fox, che lo occupa per un paio d'anni. Nello stesso periodo appare in alcuni episodi delle serie Alfred Hitchcock Presents, Il Virginiano e The Wild Wild West. Nel '72 ritorna al cinema mainstream con un disaster movie, L'avventura del Poseidon, diretto da Ronald Neame, con Gene Hackman, Ernest Borgnine e Carol Lynley. Il ruolo importante, in ogni caso, è un esempio isolato.
Il 1980 è l'anno di svolta per la carriera di Nielsen. Appare, infatti, come non protagonista, nei panni del dottor Rumack, ne L'aereo più pazzo del mondo, parodia demenziale dei disaster movie come Zero Hour (1957) o Airport (1970), prodotto scritto e diretto dal trio Jim Abrahams, David Zucker e Jerry Zucker, che firmeranno tutti i principali lavori del genere deadpan comedy degli anni successivi. Il film è entrato nella Top 10 dei migliori film comici di tutti i tempi dell'American Film Institute, e l'interpretazione di Nielsen diventa il suo marchio di fabbrica negli anni a venire. I critici apprezzano il film, il pubblico lo adora. Il trio di registi aveva ingaggiato Nielsen proprio per la sua estraneità alla commedia, perché era in grado di mantenere una parvenza seria nonostante la completa demenzialità di ciò che metteva in scena.
Incoraggiati dal successo dell'esperimento, i registi decidono di creare un ruolo per Nielsen nella nuova serie Tv che stavano progettando, Quelli della pallottola spuntata!, trasmessa dal '82. Nel telefilm Nielsen interpreta per la prima volta il ruolo del tenente Frank Drebin, l'ufficiale di polizia stereotipato tratto dalle serie tv poliziesche precedenti. La sequenza iniziale di Police Squad! - nome originale - era ispirata a quella dello show M Squad degli anni '50, interpretata da Lee Marvin, dove si vedeva una macchina della polizia passare per strade più o meno illuminate con sotto un tema jazz. Nonostante lo show sia cancellato dopo solo sei episodi, Nielsen riceve un Emmy Award come Miglior ruolo protagonista in una commedia. Ad ogni modo, continua per alcuni anni ad avere ruoli sporadici, non comici, in film a basso budget.
Sei anni dopo la chiusura della serie Tv Police Squad!, i fratelli Zucker e Abrahams decidono di trasformarla in un film per il cinema, chiamandolo The Naked Gun: from the Files of Police Squad! - in italiano Una pallottola spuntata. Il film è un successo immediato, ed è apprezzato dalla critica. A questo seguono altri due episodi, Una pallottola spuntata 2 e mezzo: odore di paura (1991) e Una pallottola spuntata 33 e un terzo: l'insulto finale (1993), entrambi prodotti da Zucker e Pat Proft, e diretti da Zucker stesso e Peter Segal. Entrambi i film hanno un buon successo - il secondo episodio supera addirittura il primo per incassi al botteghino.
Negli anni successivi Nielsen tenta nuovamente di trovare ruoli simili a Frank Drebin, ma non riesce a creare altri personaggi della stessa portata. Gli unici degni di qualche nota sono il conte Dracula dell'horror demenziale di Mel Brooks Dracula: morto e contento (1995), che non ottiene grande successo ma riesce a crearsi un certo seguito con le uscite in cassetta e televisione, e il deludente Mr. Magoo (1997) di Stanley Tong. Nello stesso periodo scrive, con David Fisher, una finta autobiografia di un attore famoso con alle spalle molti film prestigiosi. Dal 2003 entra nel cast del terzo episodio della serie Scary Movie, nella quale interpreta il presidente degli Stati Uniti, diretto dall'amico David Zucker. Nel 2006 appare nella stessa parte in Scary Movie 4, sempre di Zucker, che viene criticato per una sua scena di nudo quasi totale - secondo una critica maliziosa, la parte 'scary' del film. Negli ultimi anni di vita, continua ad apparire in serie e programmi televisivi, e in film a basso budget.
Muore il 28 novembre 2010, in un ospedale di Fort Lauderdale, Florida, a causa di una polmonite. Nella sua carriera è apparso in oltre 100 film e 1500 programmi televisivi, interpretando più di 220 personaggi. A lui è stata dedicata una stella nella Hollywood Walk of Fame, al 6541 di Hollywood Blvd.
1992 Candidatura Miglior bacio per Una pallottola spuntata 2 e 1/2: l'odore della paura
2009 Recitazione
2008 Recitazione
2008 Recitazione
2006 Recitazione
Tra i protagonisti della commedia demenziale diretta da Craig Mazin, ci saranno l'ex-sirena Sara Paxton, Leslie Nielsen e Marion Ross.