Leonhard Grill studierte Physik an der Universität Graz, bevor er mit einem Stipendium des italienischen Nationalen Instituts für Festkörperphysik (INFM) für sein Doktoratsstudium an das Laboratorio TASC in Triest/Italien (Betreuer: Silvio Modesti) wechselte. Anschließend wechselte er in die Gruppe von Karl-Heinz Rieder an der Freien Universität Berlin, wo er in das Gebiet der Einzelmolekülmanipulation mittels Rastertunnelmikroskopie einstieg und 2006 Forschungsgruppenleiter wurde. Nach seiner Habilitation 2009 an der FU Berlin wechselte er an das Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft (Berlin) und wurde Gruppenleiter in der Abteilung Physikalische Chemie (Direktor: Martin Wolf). Seit 2013 ist er ordentlicher Professor für Physikalische Chemie an der Universität Graz.

Seine Forschung konzentriert sich auf die Abbildung, Charakterisierung und Manipulation einzelner funktioneller Moleküle, die an Oberflächen adsorbiert sind, mit Hilfe der Rastertunnelmikroskopie, typischerweise bei kryogenen Temperaturen und unter Ultrahochvakuumbedingungen. Seine Forschung deckt verschiedene Themen in diesem Bereich ab, von chemischen Prozessen in einzelnen Molekülen und Polymerisation auf Oberflächen über Ladungstransport durch molekulare Drähte, molekulare Baugruppen, Betrieb von molekularen Schaltern und Motoren, kooperative Phänomene in molekularen Nanostrukturen bis hin zu molekularer Dynamik und mikroskopischer Reversibilität an Oberflächen. Er erhielt das "Young Leaders in Science"-Stipendium der Schering Stiftung (2010), den Feynman Prize in Nanotechnology (2011) und gewann 2017 das erste Nanocar Race. Er wurde mit dem Seraphine-Puchleitner-Preis (2021) ausgezeichnet und erhielt einen "Advanced Grant" des Europäischen Forschungsrats (2023).

• Researcher ID: A-9014-2012
• ORCID: 0000-0002-9247-6502
• Google Scholar: Leonhard Grill

• Foresight conference (Jan 2013)
• TEDx MPI Stuttgart (Oct 2019)
• Foresight Molecular Machines group May 2022 (starting at 22:16)