Der Sohn eines polnisch-jüdischen Lederwarenfabrikanten Leopold Infeld studiert in seiner Heimatstadt Krakau. 1920 setzt er seine Studien in Berlin fort und konsultiert Einstein zu seiner Dissertation zur Allgemeinen Relativitätstheorie, mit der er 1921 in Krakau promoviert.

Er wirkt zunächst als Lehrer und ab 1929 als Assistent an der Universität Lemberg. Von 1933 bis 1935 ist er als Rockefeller-Stipendiat in Cambridge/England, von 1936 bis 1938 arbeitet er in Princeton mit Einstein zusammen. Von 1939 bis 1950 ist er Professor an der Universität in Toronto, ab 1950 Ordinarius für Theoretische Physik, später auch Institutsdirektor, an der Warschauer Universität.

Infeld beschäftigt sich mit den Bewegungsgleichungen in der Allgemeinen Relativitätstheorie. Gemeinsam mit Einstein verfasst er 1937 das populärwissenschaftliche Buch Die Evolution der Physik, 1969 erscheint sein Erinnerungsbuch Leben mit Einstein.