1998年，与杰瑞米·艾恩斯合作主演动作冒险电影《铁面人》，在片中饰演年轻俊朗的路易十四；同年，与肯尼思·布拉纳、朱迪·戴维斯联袂主演的喜剧电影《名人百态》上映。2000年，与维吉妮·拉朵嫣、丹尼尔·约克联合主演冒险电影《海滩》，在片中饰演酷爱畅游网络世界寻找刺激的美国年轻人。2001年，与托比·马奎尔、珍妮·刘易斯联袂主演喜剧电影《唐的梅子餐厅》。

2002年，与汤姆·汉克斯合作主演传记犯罪电影《猫鼠游戏》，在片中饰演被FBI称为“天行者”的通天大盗小弗兰克·阿巴格诺，他凭借该片提名第60届美国电影电视金球奖电影类-剧情类最佳男主角；12月20日，与丹尼尔·戴·刘易斯共同主演的犯罪战争电影《纽约黑帮》上映，他在片中饰演爱尔兰移民的黑帮组织“死兔党”首领瓦龙之子阿姆斯特朗。

2004年，与凯特·布兰切特合作的剧情电影《飞行家》上映，他在片中饰演掌管环球航空公司的好莱坞制片人霍华德·休斯，凭借该片提名第58届英国电影学院奖电影类-最佳男主角、第77届奥斯卡金像奖最佳男主角。

2006年9月26日，与马特·达蒙共同主演的犯罪惊悚电影《无间行者》上映，他凭借该片提名第60届英国电影学院奖电影类-最佳男主角。2007年，上映的记录片《第11小时》是一部莱昂纳多独立制作的电影，除了导演是另请的之外几乎全程包办。

2008年，与罗素·克劳、格什菲·法拉哈尼联袂主演的动作电影《谎言之躯》上映，他在片中饰演美国情报机关内最顶尖的特务罗杰·费瑞斯；12月8日，与詹妮弗·康纳利搭档主演的惊悚冒险电影《血腥钻石》上映，他在片中饰演来自津巴布韦的前雇佣兵丹尼·阿彻尔，凭借该片提名第79届奥斯卡金像奖最佳男主角；12月19日，与凯特·温斯莱特合作主演的爱情电影《革命之路》上映，他在片中饰演每天早出晚归，对自己的工作也毫无兴趣的丈夫弗兰克。

2010年，与马克·鲁弗洛、本·金斯利联袂主演悬疑惊悚电影《禁闭岛》，在片中饰演战场上的无情杀戮以及亲眼目睹的集中营内的残忍暴行在他内心留下了难以抹灭的记忆与伤痛的泰德·丹尼尔；同年，主演由克里斯托弗·诺兰执导的悬疑电影《盗梦空间》，在片中饰演专门盗取别人梦境里思想的道姆·柯布。

2011年11月11日，与艾米·汉莫、乔什·卢卡斯联合主演的传记电影《胡佛》上映，他在片中饰演被司法部长提升成为调查局主管的J·埃德加·胡佛；同年，在纪录片《爱情的模样》中出镜。2012年，与杰米·福克斯共同主演的冒险动作电影《被解救的姜戈》上映，他在片中饰演凶残无度但富有魅力的大种植园主卡尔文·坎迪。

2013年5月10日，与托比·马奎尔共同主演的爱情电影《了不起的盖茨比》上映，他在片中饰演纽约的富翁盖茨比；12月25日，与玛格特·罗比、乔纳·希尔联合出演的传记犯罪电影《华尔街之狼》在北美上映，他在片中饰演20世纪80年代的传奇股票经纪人乔丹·贝尔福特，凭借该片提名第67届英国电影学院奖电影类-最佳男主角、第86届奥斯卡金像奖最佳男主角，获得第71届美国电影电视金球奖电影类-音乐喜剧类最佳男主角。

2014年，参与制作了讲述偷猎事件的纪录片《维龙加》。2015年12月25日，与汤姆·哈迪合作主演的冒险电影《荒野猎人》上映，他在片中饰演1820年代的一位皮草猎人休·格拉斯，凭借该片获得第73届美国电影电视金球奖电影类-剧情类最佳男主角、第88届奥斯卡金像奖最佳男演员奖；同年，与布拉德·皮特、罗伯特·德尼罗联袂出演剧情短片《选角风云》。

2017年，主演犯罪电影《黑手》，在片中饰演保卫纽约城正义的纽约警察，同时他还担任制片人。2018年，与布拉德·皮特共同主演的犯罪惊悚电影《好莱坞往事》上映，他在片中饰演因为没有如愿成为大明星而内心充满混乱和自怨自艾的电视剧演员里克·达尔顿，凭借该片提名第77届美国电影电视金球奖电影类-音乐/喜剧类最佳男主角奖。

2019年12月，被“卫报”评为“2019年度十佳男演员”；12月22日，与詹妮弗·劳伦斯、梅丽尔·斯特里普联袂主演的科幻喜剧电影《不要抬头》在流媒体平台Netflix上线，他在片中饰演研究天文学的博士兰德尔·明迪，凭借该片提名第75届英国电影学院奖电影类-最佳男主角奖、第79届美国电影电视金球奖电影类-喜剧类最佳男主角奖。

2023年10月6日，与罗伯特·德尼罗合作主演的悬疑惊悚电影《花月杀手》上映。

2024年3月，《福布斯》杂志公布2023年度演员收入排名，莱昂纳多·迪卡普里奥以4100万美元位列第七。

2025年8月8日，主演的未定名新片在北美IMAX院线上映。

莱昂纳多·迪卡普里奥的母亲艾莱琳是位秘书，是个有俄罗斯血统的德国人。他的父亲乔治·迪卡普里奥是一位漫画书作者和发行商，出生于美国纽约，有意大利和德国血统。莱昂纳多一出生，他的父母便已离异，但父母的离异并没有给他的成长产生任何不当影响。他一直和母亲住在一起，周末则和父亲一起度过。而他父亲也一直在关心着他，他到外地拍片时他的父亲就一直陪着他。同时，即使离异后，莱昂纳多的父亲和母亲也一如既往地保持着亲密状态。

2000年，莱昂纳多·迪卡普里奥与吉赛尔·邦辰开始恋爱。两人在纽约一家酒吧“一见钟情”，5个月后订婚。最后吉赛尔终究无法忍受莱昂纳多的花心，从而与之分手。

2006年，莱昂纳多赴南非拍摄电影《血钻》，邂逅来南非走秀的模特芭儿·莱法利，从而展开热烈追求，两人开始交往。2010年，两人分手。2011年，在拍摄电影《了不起的盖茨比》的时候，莱昂纳多与艾琳·希瑟顿相恋。直2012年，两人因为工作太忙，导致分手。

2022年8月，莱昂纳多·迪卡普里奥和模特女友卡米拉·莫罗尼在一起超过4年后分手。

2024年7月15日，据外媒，小李子被拍到和26岁的超模Vittoria Ceretti牵手在洛杉矶街头逛街。

1997年，创立了自己的环保组织，开始致力于环保公益事业，涉及包括全球暖化、清洁水保护、赈灾救援以及生物多样性等广泛项目。

2002年，亲自领导国际爱护动物行动周活动，制作了一段表现大象所面临威胁的影片，呼吁象类保护。2006年，出钱出力拍摄了两部有关生态问题的环保短片，呼吁正确对待水资源和强调天然燃料面临枯竭的危险。

2007年，一人担当制片、旁白、编剧，制作了反映环保题材的记录影片《第11个小时》，以详实的采访探讨了环境问题和可能解决的途径。2009年，获得美国儿童环保大使奖。

2010年，利用电影《盗梦空间》上映宣传前的空档，跟随WWF专家来到亚洲，实地考察野生老虎栖息地，了解其生存状况以及所面临的威胁。他与打击国际动物贩卖的前线人员进行了会面，一起商讨如何更好的保护这些濒临灭绝的物种。海地地震后，奥巴马号召美国两位前总统克林顿、布什成立全名叫做“克林顿布什海地基金会”的基金会，莱昂纳多向基金会捐了100万美元。

2013年5月13日，莱昂纳多在纽约克里斯蒂拍卖行举行慈善拍卖，为环境及野生动物保护募款，拍卖的33件艺术品共募集资金3880万美元；11月，莱昂纳多把生日派对变成慈善晚会，收益拨捐他旗下的环保基金，拍卖的包括一批名贵香槟，现场共筹得300万美元善款；12月，他组队参加新型电动车比赛E级方程式，呼吁节约能源。

2014年9月17日，莱昂纳多在纽约获联合国秘书长潘基文委任为“联合国和平大使”关注气候变化；9月23日，联合国气候峰会在纽约联合国总部举行，莱昂纳多·迪卡普里奥与李冰冰作为代表在开幕式上发表英文致辞。

2015年3月5日，莱昂纳多·迪卡普里奥及其亚壁古道影业对外宣布，与视频网站Netflix进行合作拍摄一系列环保主题的纪录片；7月14日，他名下的基金会宣布捐赠约9000万余元人民币，给数个野生保育与环境保护团体。自2014年2月至2015年7月，莱昂纳多已捐出超过约1.7亿元人民币用于环保事业；23日，第二届莱昂纳多·迪卡普里奥基金会慈善晚会在法国圣特罗佩举行，并于当晚筹得惊人的4000万美元。晚会旨在为保护地球上仅存的原始地界、并为实施环保方案筹集善款。

2019年9月，在公益演唱会“2019全球公民音乐节”上登台演讲，为公益事业发展尽一份力。

电影《飞行家》是莱昂纳多·迪卡普里奥演艺事业的一大转折，他基本上突破了过去的依靠外形走红的路子。他扮演的美国传奇富翁霍华德·休斯角色充满传奇色彩，个性鲜明，十分丰满，他把休斯对飞行的爱好、他的洁癖和内心冲突，都演绎得淋漓尽致，具有很强的感染力（新华网评）。

莱昂纳多·迪卡普里奥拥有英俊的脸庞，一头金发和充满了叛逆的眼睛。在电影《罗密欧与朱丽叶》中，莱昂纳多尽情地展现着自己的青春魅力。他总是保持着前进的动力，直到他突破性地达到角色在情感和心理上的真实性，无论它是如何的丑陋、幼稚或是令人费解。而且，他是一个独一无二的技术师，能够比任何人都更好地分析自己的角色，也能挖掘展现角色深层次的东西。同时，他的角色往往有着极强的个性、丰富的肢体语言和大段的台词，如同电影《被解救的姜戈》中的种植园主坎迪，尽管只是配角，但他在片中飞扬跋扈的表现一度压倒了所有主角（《精品购物指南》、马丁·斯科塞斯、史蒂文·斯皮尔伯格、克林特·伊斯特伍德综合评）。

2022年，莱昂纳多·迪卡普里奥在他的社交账号上发帖攻击起了中国的渔业，称中国大量的深海渔船在捕光了自己海域里的鱼后，又开始去其他地方的海域进行深海捕鱼，给别的国家的经济和可持续发展敲响了警钟。