Zajmował się głównie historią filozofii, zwłaszcza XVIII wieku, w tym doktryną liberalizmu, a także historią idei religijnych. Współtworzył warszawską szkołę historyków idei. Początkowo był zwolennikiem marksizmu, by od połowy lat 60. stać się jego krytykiem. Opublikował ponad 400 prac, w tym blisko 30 książek. Do jego najbardziej znanych dzieł należą: "Główne nurty marksizmu. Powstanie, rozwój, rozpad", "Rozmowy z diabłem", "Chrześcijaństwo" oraz "Obecność mitu".

Przez wiele lat był członkiem rządzącej PZPR. Z partii został wydalony w 1966 roku, za krytykę komunistycznej władzy i odejście od oficjalnej wykładni marksizmu. Po wydarzeniach Marca 1968 roku, za popieranie strajkujących studentów, został usunięty z Uniwersytetu Warszawskiego. Wyemigrował z kraju, wykładał w Stanach Zjednoczonych, między innymi w Yale i Berkeley oraz na Uniwersytecie w Chicago. Od 1970 roku mieszkał na stałe w Wielkiej Brytanii. Związał się z Uniwersytetem Oxfordzkim, gdzie w latach 1972-1991 prowadził wykłady. Słynny esej Kołakowskiego "Tezy o nadziei i beznadziejności", opublikowany w paryskiej "Kulturze" w 1971 roku, stał się jednym z podstawowych tekstów rodzącej się antykomunistycznej opozycji, a także inspiracją do powstania Komitetu Obrony Robotników. Pisarz w latach 1977-1980 był oficjalnym przedstawicielem KOR-u za granicą i odpowiadał za kontakty między środowiskiem KOR-u i emigracją.

Poglądy Leszka Kołakowskiego stopniowo ewoluowały od marksizmu do ogólnie rozumianej myśli chrześcijańskiej. Autor książek: "Jeśli Boga nie ma... O Bogu, diable, grzechu i innych zmartwieniach tak zwanej filozofii religii", "Bóg nam nic nie jest dłużny" oraz "Jezus ośmieszony", uważał chrześcijaństwo za fundament kultury europejskiej. W latach 90. nagrał dla Telewizji Polskiej serię krótkich wykładów poświęconych zagadnieniom filozofii kultury, jak władza, tolerancja, zdrada, czy kłamstwo. W 2004 roku rozpoczął cykl zatytułowany "O co nas pytają wielcy filozofowie". Mawiał: "Filozof współczesny, który nigdy nie miał poczucia, że jest szarlatanem, to umysł tak płytki, że dzieła jego nie są pewnie warte czytania".

W 1997 roku Leszek Kołakowski został uhonorowany Orderem Orła Białego. Zmarł w Oxfordzie, 17 lipca 2009 roku. Od 2016 roku Fundacja na rzecz Nauki Polskiej co dwa lata przyznaje Honorowe Stypendium im. Leszka Kołakowskiego. Wyróżnia nim uczonych, niezależnie od narodowości, którzy mają wybitny dorobek naukowy w zakresie historii idei i filozofii średniowiecznej i nowożytnej do 1939 roku.