1723 machte Euler seinen Abschluß in Philosophie, indem er die Ansätze Descartes und Newtons verglich. Danach begann er ein Studium der Theologie, ohne sich dafür begeistern zu können. Bernoulli konnte seinen Vater jedoch vom Wechsel zur Mathematik überzeugen.
1726 komplettierte Euler seine Studien und veröffentlichte erste Werke. Eines seiner Papiere gewann den zweiten Platz vom großen Preis der Pariser Akademie. Ein weiterer Artikel über Akustik wurde ein Klassiker. Jedoch versperrte ihm sein jugendliches Alter von 19 Jahren manche Tür.

Euler ging nach St. Petersburg und trat in die mathematisch-physische Abteilung der dortigen Akademie der Wissenschaften ein. 1727-30 diente er als Mediziner in der russischen Marine und erhielt danach eine Professur in Physik. 1733 übernahm er schließlich den Lehrstuhl für Mathematik und war finanziell gesichert genug für eine Heirat mit Katharina Gsell. Zusammen hatten sie 13 Kinder, von denen allerdings nur fünf ihre Kindheit überlebten. Euler behauptete immer, sein größten Einfälle zu haben, wenn er eins seiner Kinder im Arm hielt.

Euler beschäftigte sich mit staatlichen Projekten und forschte im Bereich Zahlentheorie, Analysis, Differentialgleichungen und rationale Mechaniken, die er als eng verbunden ansah. Die Veröffentlichung vieler Artikel und des Buches "Mechanica" bis 1737 legten den Grundstein für sein mathematisches Hauptwerk.
Eulers Gesundheitsprobleme begannen 1735 mit einer fast tödlichen Fiebererkrankung. Seine intensive Karthographiearbeit kostete ihn nach eigener Aussage ein Auge und gefährdete sein zweites.

Eulers Ruhm vergrößerte sich schnell, und er entschied sich 1741 nach Berlin zu gehen, wo er an der Akademie der Wissenschaften arbeitete. Dort kümmerte er sich vom botanischen Garten bis zu praktischen Aufgaben des Kaisers um eine Unzahl von Problemen. Sein Ausstoß an wissenschaftlichen Publikationen war geradezu phänomenal. Er schrieb während der 25 Jahre in Berlin 380 Artikel und Bücher über Variationen, Planetenbahnen, Ballistik, Analysis, Navigation und die populären "Briefe an eine deutsche Prinzessin".
1759 übernahm Euler die Leitung der Berliner Akademie, ohne ihr Präsident zu werden, da er mit König Friedrich dem Großen kein besonders gutes Verhältnis hatte.

1766 kehrte Euler dann nach St Petersburg zurück, wo er jedoch alsbald fast gänzlich erblindete. 1771 zerstörte ein Feuer sein Haus, aus dem er einzig seine mathematischen Papiere retten konnte. Nach einer Augenoperation erblindete er aufgrund seiner fahrlässigen Sorge um seine Gesundheit völlig, konnte dank seines hervorragenden Gedächtnisses jedoch trotzdem mit seiner Arbeit an Optik, Algebra und Sternbewegungen fortfahren. Fast die Hälfte seiner Arbeit vollbrachte er in völliger Blindheit. Ihm zur Seite standen seine Söhne Johann und Christoph sowie weitere akademische Mitarbeiter. Fuss half ihm in den folgenden sieben Jahren bei der Veröffentlichung von über 250 Artikeln. 1772 veröffentlichte er sein fast 800 Seiten starkes Werk über die Bewegung des Mondes.