Nacido en Caracas, Venezuela. Hijo de Carmen Dionisia Simoza y Justo León. Se crió en la populosa parroquia Caraqueña de Antímano en donde desde muy temprana edad comenzó a interesarse por la música caribeña y le gustaba interpretar a las grandes orquestas de la época, como el Trio Matamoros, La Sonora Matancera y la Billo's Caracas Boys, ha manifestado que siempre admiró particularmente a los intérpretes Benny Moré y Celia Cruz.

Inició su carrera musical relativamente tarde, a los 28 años, luego de haber desempeñado, entre otros oficios, el de mecánico y taxista. Si bien se formó académicamente como topógrafo, nunca llegó a ejercer dicha profesión, dedicándose al transporte público como medio de sustento mientras incursionaba en varias agrupaciones musicales con diversa suerte. Su formación como intérprete del bajo fue autodidacta, sin embargo fue lo suficientemente buena como para lograr una posición de bajista con la agrupación que tocaba en la cervecería "La Distinción", en la que inicialmente solo cantaba en los coros, sin embargo, ante la ausencia del cantante principal del grupo antes de una presentación, D'León manifiesta su disposición para cubrir la vacante y dando fe de su conocimiento del repertorio se inicia como voz principal de la banda.

En 1972 el propietario del local donde Oscar se presentaba les anunció que prescindiría de sus servicios pues estaba en busca de una agrupación de mayor envergadura, una orquesta, posiblemente ante el furor que desde Nueva York hacía la naciente salsa, y debido a la inminente ampliación del local. D'León le ofrece al propietario la orquesta y así, Oscar fue buscando puerta a puerta, a algunos músicos con los que consideraba podía armar un conjunto con el que pudiera el local salir del apuro y acelera el proyecto de creación de la Dimensión Latina junto con el percusionista Elio Pacheco, José Rodríguez, el trombonista César "Albóndiga" Monges, el pianista Enrique "Culebra" Iriarte (que sería sustituido luego por Jesús Narváez) y José Antonio Rojas. Se estrenan el 15 de marzo de 1972 en un ensayo en casa de Iriarte en La Guaira y debutan en "La Distinción". En ese mismo 1972 la orquesta graba su primer disco de larga duración y tiene su primer éxito, el tema "Pensando en ti", por lo que son contratados para participar en las fiestas del carnaval de Maracaibo.

En 1974 se une a la orquesta el bolerista Wladimir Lozano, logrando la dupla una serie de éxitos que catapultaron a Oscar D'León como uno de los intérpretes más reconocidos de la música de El Caribe. El primer gran éxito después de "Pensando en ti", fue "Que bailen tós", luego llegó "La Piragua", y el primer éxito internacional fue "Llorarás", compuesto por el mismo Oscar. Los arreglos musicales de la orquesta siempre fueron de Monges y Oscar D'León. Éxitos como "La Vela", "Divina Niña", "Taboga", "Juancito Trucupey", "El frutero", "Parampampam" y "Dolor cobarde" entre otros dieron renombre a la orquesta y a Oscar tanto en Latinoamérica como en otras latitudes.

Oscar D'León se mantiene como uno de los artistas más respetado de su país y del continente. Con su orquesta propia formada por músicos diestros, presenta espectáculos donde frecuentemente lo acompañan algunos de sus hijos. Es uno de los mejores exponentes de la "salsa brava" en los escenarios internacionales y promotor, además, de un nuevo sonido influenciado por el jazz, que se ha ganado, al igual que él, el respeto de los fanáticos, medios y colegas.

Su capacidad de improvisar y la textura de su voz hacen de Oscar parte de lo mejor de la tradición Latina. En su país nativo Venezuela es un ídolo, no solo como cantante y músico sino también como un hombre popular que sobre todas las circunstancias ha sabido ganarse fama y fortuna. Oscar D'Leon es uno de los artistas venezolanos más conocidos fuera de su país.

En 1988 graba con la orquesta Billo's Caracas Boys el tema "Ariel", como un doble homenaje al maestro Billo Frómeta y a Benny Moré de quién ha dicho en varias oportunidades que es su principal punto de inspiración, junto con la orquesta "La Sonora Matancera", reconociendo así mismo haber sido influenciado por la música de Eddie Palmieri.

Aparte de ser uno de los principales soneros en la actualidad, Oscar D'León es un formidable "showman" que da una energía tremenda a sus espectáculos con el baile con el cual anima cada una de sus presentaciones.

Ha grabado más de 50 álbumes con varios discos de oro, ha recibido numerosos premios y honores. En 1996, con el álbum "Sonero del Mundo" en colaboración con el músico cubano Willy Chirino lo hace obtener la nominación para el Grammy, una de las 8 que hasta el 2005 había recibido, sin lograr ganar el premio.2

El 15 de marzo de 1998 la ciudad de Nueva York lo homenajeó nombrando esa fecha como el Día de Oscar D'León.6

En el año 2000 participó en la banda sonora de la producción de Disney, "Las Locuras del Emperador"7 grabando el tema "Mundo perfecto".

En el año 2001, al grabar su álbum Más que amor, Frenesí interpreta magistralmente una versión del clásico bolero homónimo, esta vez como balada en lugar de la tradicional salsa; hecho un poco atípico, no obstante pudo copar las carteleras musicales de ese año. Incluso, sirvió como cortina musical de la telenovela homónima transmitida porVenevisión.

El 20 de diciembre de 2009 fue internado en la Unidad de Terapia Intensiva de una clínica de Caracas tras sufrir un infarto en Martinica del que se recupera después que se le practicó un cateterismo.8

El 23 de abril de 2013 sufrió un accidente doméstico acomodando un baúl en lo alto de un estante cuando este se cayó y golpeó su rostro, provocando una fuerte contusión ocular haciéndole perder la visión de su ojo izquierdo.

El 21 de noviembre de 2013 recibe de los Grammy Latino el Premio a la Excelencia por su trayectoria musical, reconociendo así el impacto de su actuación en el mundo.9

El 17 de abril de 2014 anunció el fallecimiento de su amigo el legendario Cheo Feliciano en un accidente vehicular y expresó sus palabras de condolencia a través de una entrevista en vivo.

En 2015 celebraría 50 años de carrera artista.10 Desde el 22 de febrero tiene una participación en la edición LVI Festival Internacional de la Canción de Viña del Mar como jurado,11 y también como invitado para cerrar el festival el 27 de febrero, donde recibe las Antorchas y Gaviotas de Plata y Oro.12 El 14 de mayo se declararía como el Dia de Oscar D' Leon en el estado de California como homenaje al cantante.13