Дед Леона — Иосиф Иоакимович (Овсеп Овакимович) — окончил Лазаревскую духовную семинарию в Москве. Возвратившись в Тифлис, стал протоиереем и проповедником в соборе. Отец Леона — Абгар Иосифович — окончил юридический факультет Петербургского университета, женился на княжне Варваре Моисеевне Аргутинской. У них было три сына: Рубен, Леон и Иосиф. Старший, Рубен стал юристом, известен как эксперт в области подводной археологии. Младший, Иосиф стал востоковедом, академиком, директором Эрмитажа. Леон стал учёным-физиологом, учеником и последователем Ивана Павлова.
Сын [на самом деле внук, рождённый рано умершей дочерью Марией и усыновлённый Леоном Орбели[1]]: Абгар Леонович Орбели (1939—2022) — учёный-физик, выпускник физического факультета Ленинградского государственного университета им. Жданова. С 1962 года сотрудник Физико-технического института имени Иоффе, учёный секретарь Научного совета РАН по проблеме «Физика электронных и атомных столкновений». Автор более 20 научных трудов, касающихся применения методов магнитного резонанса при изучении свойств изолированных атомов, корпускулярной диагностики горячей и СВЧ-плазмы, физических свойств биологических объектов и обществоведения. Кандидат физико-математических наук.
Из воспоминаний Орбели известно, что с И. П. Павловым он познакомился на 1-м курсе заочно на лекциях по физиологии. Настоящее знакомство с И. П. Павловым началось на 2-м курсе.
В 1904 году, по окончании с отличием ВМА, Орбели поступал в Институт врачей (адъюнктуру) при ВМА, но не прошёл по конкурсу. Работал врачом в Николаевском военном госпитале в Кронштадте. Затем перевёлся в Петербургский морской госпиталь, чтобы одновременно продолжать научную работу у И. П. Павлова, в Институт экспериментальной медицины (ИЭМ). С 1907 по 1920 работал помощником И. П. Павлова в физиологическом отделе ИЭМа. В этот период Леон был назначен врачом на один из крейсеров, закупаемых Россией у Аргентины. Крейсер должен был участвовать в русско-японской войне, однако Япония успела перекупить аргентинские крейсера, предназначавшиеся России. Орбели остался в Петербурге.
В 1909—1911 годах Орбели проходил стажировку в физиологических лабораториях Англии и Германии, а также в Италии, на Морской биологической станции в Неаполе.
В 1936—1950 Орбели был, кроме того, директором Института физиологии имени И. П. Павлова АМН СССР и Института эволюционной физиологии и патологии высшей нервной деятельности имени И. П. Павлова АМН СССР.
Первые члены АН Армянской ССР: Л. Орбели сидит (второй слева)
В декабре 1943 года выезжал в Тюмень, куда было эвакуировано тело В. И. Ленина, в составе правительственной комиссии во главе с наркомом здравоохранения СССР Г. А. Митерёвым, при участии академиков А. И. Абрикосова, Н. Н. Бурденко. Они признали, что «тело Ленина за 20 лет не изменилось. Оно хранит облик Ильича, каким он сохранился в памяти советского народа»[4].
В 1944 году Орбели было присвоено высшее для военных медиков воинское звание генерал-полковника медицинской службы, он также стал действительным членом вновь образованной Академии медицинских наук.
После Сессии Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук (август 1948) и выступления акад. Лысенко была «закрыта» классическая генетика и Л. А. Орбели оказался в затруднительном положении. С одной стороны как вице-президент Академии наук СССР он должен был следовать в «русле» решений этой сессии. С другой, как последователь И. П. Павлова в изучении генетики высшей нервной деятельности и поведения животных, продолжать исследования на основе открытий классиков генетической науки. От Орбели потребовали не только изменить план генетических исследований, но и пересмотреть состав своих сотрудников, вплоть до увольнения некоторых из них (Р. А. Мазинг, И. И. Канаев). Орбели не только не сделал этого, но и ввёл в свой штат уволенного из Ленинградского университета генетика М. Е. Лобашова. В Колтушах все-таки сняли с пьедестала бюст Г. Менделя и работа с мушками дрозофилами была прекращена.
Базой для организации Института послужила небольшая группа сотрудников, созданная для индивидуальной работы акад. Л. А. Орбели по решению Президиума АН СССР в октябре 1950 года.
Герой Социалистического Труда (10 июня 1945)— за выдающиеся научные достижения в области эволюционной физиологии нервной системы и высшей нервной деятельности, а также за многолетнюю плодотворную работу по подготовке высококвалифицированных кадров, в особенности военно-медицинских
Орден Ленина (10 июня 1945)— за выдающиеся научные достижения в области эволюционной физиологии нервной системы и высшей нервной деятельности, а также за многолетнюю плодотворную работу по подготовке высококвалифицированных кадров, в особенности военно-медицинских
↑Ситуация описана в публикации М. П. Гальперина, знавшего семью Орбели; см. от слов: «Её сына Абгара усыновил…» — и далее. Архивная копия от 16 декабря 2021 на Wayback Machine