Leloir se desempeñó como médico e investigador en la Universidad de Cambridge y en la Universidad de Washington. En 1948, ya en nuestro país, sus investigaciones permitieron conocer las causas de una enfermedad conocida como galactosemia y evitar así la muerte, ceguera o la locura de galactosémicos, enfermos hereditarios que están impedidos de asimilar el azúcar de leche.
Leloir donó los US$80.000 del premio al Instituto Campomar para continuar su labor de investigación; falleció en Buenos Aires el 2 de diciembre de 1987 a los 81 años, tras un ataque al corazón poco después de llegar del laboratorio a su casa.