Transferindo-se para Nova Friburgo (RJ), ali estudou no Colégio Anchieta. Em 1916 ingressou na Faculdade de Medicina da Bahia, indo completar o seu curso médico em 1921 na Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro, então Distrito Federal, com a tese Semiologia da insuficiência hepática. Ainda acadêmico, trabalhou durante um ano como auxiliar da Assistência Pública da capital federal.
Voltando ao Ceará, passou a exercer a medicina em Fortaleza, onde dirigiu de 1923 a 1924 um posto médico de profilaxia rural.
Iniciou sua atividade política participando de 1929 a 1930 da campanha da Aliança Liberal. Após a derrota da Revolução Constitucionalista de São Paulo em outubro de 1932, colaborou na fundação do Partido Social Democrático (PSD) do Ceará, cujo diretório central passou a integrar. Essa agremiação representava os interesses dos grupos políticos liderados pela família Távora e favoráveis à Revolução de 1930. Logo em seguida, porém, Leão Sampaio ligou-se à Liga Eleitoral Católica (LEC), associação civil de âmbito nacional criada em 1932 no Rio de Janeiro pelo cardeal dom Sebastião Leme com o objetivo de mobilizar o eleitorado católico no sentido de apoiar os candidatos comprometidos com a doutrina social da Igreja nas eleições de 1933 à Assembleia Nacional Constituinte e de 1934 à Câmara Federal e às assembleias constituintes estaduais.
Em maio de 1933 elegeu-se, na legenda da LEC cearense, deputado à Assembleia Nacional Constituinte por seu estado, assumindo seu mandato em novembro desse mesmo ano. Participou dos trabalhos constituintes e, após a promulgação da nova Carta, em julho de 1934, teve seu mandato estendido até maio do ano seguinte, quando assumiram os deputados federais eleitos em outubro do ano anterior.
Com a desagregação do Estado Novo (1937-1945) e a criação de novos partidos políticos, ingressou na União Democrática Nacional (UDN), e nessa legenda foi eleito deputado à Assembleia Nacional Constituinte pelo Ceará em dezembro de 1945. Assumiu sua cadeira em fevereiro do ano seguinte e, após a promulgação da nova Constituição, em setembro de 1946, passou a exercer o mandato ordinário, tornando-se em 1948 membro da Comissão Permanente de Saúde Pública.
Em outubro de 1950 tornou a eleger-se deputado federal, na legenda udenista. Em outubro de 1954, concorrendo à reeleição, dessa vez na legenda das Oposições Coligadas, composta pela UDN, o Partido Trabalhista Brasileiro (PTB) e o Partido Republicano (PR), obteve a segunda suplência de deputado, tendo assumido uma cadeira na Câmara desde o início da legislatura em fevereiro do ano seguinte.
Voltou a ser eleito em outubro de 1958 deputado federal pelo Ceará, na legenda da Coligação Democrática, formada pela UDN, o PR, o Partido Social Progressista (PSP), o Partido de Representação Popular (PRP) e o Partido Trabalhista Nacional (PTN). Em outubro de 1962 elegeu-se ainda uma vez, agora na legenda União pelo Ceará, integrada pela UDN e o Partido Social Democrático (PSD).
Após o movimento político-militar de março de 1964, que depôs o presidente João Goulart, com a extinção dos partidos políticos pelo Ato Institucional nº 2 (AI-2), de outubro de 1965, e a posterior instauração do bipartidarismo, filiou-se à Aliança Renovadora Nacional (Arena), partido de apoio ao governo.
Em novembro de 1966 reelegeu-se deputado federal, já na legenda arenista, tendo sido, nessa legislatura, membro efetivo da Comissão de Saúde e suplente da Comissão de Relações Exteriores da Câmara. Em novembro de 1970 tornou a eleger-se, ainda na legenda da Arena, exercendo seu mandato até o final da legislatura, em janeiro de 1975, quando deixou definitivamente a Câmara Federal.
Ainda em 1975, aposentou-se pelo Instituto de Previdência dos Congressistas e transferiu-se para o Rio de Janeiro, onde permaneceu até 1987. Nesse ano, retornou à sua cidade natal.
Ao longo de sua vida, pertenceu ao Sindicato dos Médicos do Rio de Janeiro, ao Centro Médico de Fortaleza, ao Centro Dom Vital e à Liga contra o Analfabetismo de Barbalha.
Casado com Odorina Castelo Branco revê 13 filhos: José Mauro (médico e político), Paulo Maurício (engenheiro já falecido), Odorico Carlos (economista), Helena Maria (aposentada do serviço público federal); Arina Maria (professora), Maria Neuma (aposentada do serviço público federal); Luiz Tarcísio (engenheiro); Antonio Hugo (advogado e bancário); Thereza (professora); Margarida Maria (professora); Francisco Fernando (engenheiro industrial); Pedro Jorge (engenheiro eletrônico) e Myrian (aposentada do serviço público federal).
Médico vocacionado e dotado de extraordinário espírito público Leão Sampaio foi eleito deputado federal constituinte a 15 de novembro de 1933, com apoio do Padre Cícero Romão Batista para legislatura 1933/1934 sendo deputado constituinte também nos anos de 1934, 1937, 1946, 1967 e 1969.
Como parlamentar conseguiu para Barbalha e Juazeiro do Norte recursos que viabilizaram obras como Hospital e Maternidade São Lucas, Hospital São Vicente de Paulo, Posto de Endemias Rurais, Colégios Santo Antonio e Nossa Senhora de Fátima em Barbalha.
Leão Sampaio faleceu em consequência de insuficiência cardíaca em embolia pulmonar no dia 24 de novembro em 1988, aos 91 anos e nove meses na Casa de Saúde Santo Inácio.
O escritor e historiador Daniel Walker publicou uma antologia denominada de o “Centenário de Nascimento de Leão Sampaio”. Foram efetuadas as seguintes homenagens ao ilustre médico: Escola de 1° Grau Dr. Leão Sampaio, hoje Escola de Ensino Fundamental Dr. Leão Sampaio, Av. Leão Sampaio e Faculdade de Ciências Aplicadas Dr. Leão Sampaio.
FONTES: ASSEMB. NAC. CONST. 1934. Anais (1); CÂM. DEP. Deputados; CÂM. DEP. Deputados brasileiros. Repertório (1963-1967, 1967-1971, 1971-1975, 1975-1979 e 1979-1983); CÂM. DEP. Relação dos dep.; Diário do Congresso Nacional; GODINHO, V. Constituintes; INF. Mauro Sampaio; SILVA, G. Constituinte; TRIB. SUP. ELEIT. Dados (1, 2, 3, 4, 6, 8 e 9).
http://blogdapontadaserra.blogspot.com/2009/01/dr-leo-sampaio.html