Léonard Frey-Maibach est né en 1991 à Lyon dans une famille de musiciens et débute son apprentissage du violoncelle avec Fernando Rapetti, soliste de l’Orchestre national de Lyon, puis au Conservatoire de Lyon avec Patrick Gabard. Il étudie au Conservatoire national supérieur de musique de Paris avec Roland Pidoux et Xavier Phillips, puis au Leopold Mozart Zentrum d'Augsbourg avec le Professeur Julius Berger. Il entre en 2012 à l’Académie de l’Orchestre philharmonique de Munich sous la direction de Lorin Maazel et Zubin Mehta.
En 2014, il développe sa carrière internationale en obtenant le poste de violoncelle solo à l’Orchestre du Gewandhaus de Leipzig, sous la direction de Ricardo Chailly. Il est régulièrement invité à jouer au même poste à la Staatskapelle de Dresde, à l'Orchestre symphonique allemand de Berlin, à l’Orchestre philharmonique de Munich, au Deutsche Oper Berlin, et au légendaire Orchestre du Festival de Bayreuth.
De 2015 à 2018, il se produit en musique de chambre avec le prestigieux quatuor du Gewandhaus (Gewandhaus Quartett) dans les festivals majeurs, en Asie au Hyogo Performing Arts Center d'Osaka, au Tokyo Opera City Concert Hall et à l'Opéra de Shanghai, en Europe au Gewandhaus de Leipzig et au Mendelssohn Haus et en Amérique Latine au Teatro Municipal de Santiago du Chili.
Depuis 2016, le violoncelliste est le co-directeur artistique de l’ensemble interdisciplinaire Juliette Rahon & Co. Léonard Frey-Maibach est également professeur à la Mendelssohn-Orchesterakademie ainsi que tuteur au Gustav Mahler Jugendorchester.
En 2020 il est invité à rejoindre l'Orchestre de la Suisse Romande au poste de premier soliste des violoncelles.
Léonard joue un violoncelle de Nicolas Lupot de 1810 et des archets modernes de Bergeron père et fils à Lyon.