Najmłodszy przyrodni brat logika, Czesław, przez dwa lata był jego studentem na Uniwersytecie Warszawskim.
Dorobek naukowy Leśniewski, który w 1910 dołączył do lwowskiego kręgu uczniów Twardowskiego, należał do najbardziej znanych przedstawicieli założonej przez niego szkoły lwowsko-warszawskiej. Razem z Alfredem Tarskim i Janem Łukasiewiczem tworzył trio, dzięki któremu Uniwersytet Warszawski stał się w okresie międzywojennym czołowym światowym ośrodkiem logiki matematycznej.
mały|Biblioteka Uniwersytecka w Warszawie – przy wejściu znajdują się na kolumnach rzeźby filozofów szkoły lwowsko-warszawskiej: (od prawej do lewej) Kazimierz Twardowski, Jan Łukasiewicz, Alfred Tarski, Stanisław Leśniewski
Wczesne prace Leśniewskiego dotyczyły filozofii logiki i języka, m.in. prawdy, denotacji i konotacji nazw oraz statusu praw logiki. Sam uważał je za gramatyczne, a najsilniej wpłynęli na nie John Stuart Mill, i Edmund Husserl. Były to w dużej mierze polemiki z innymi autorami, m.in. z Franzem Brentanem i Corneliusem w sprawie zdań egzystencjalnych. W odpowiedzi na antynomię Russella, paradoks dotyczący zbioru wszystkich zbiorów, które nie są swoimi własnymi elementami, Leśniewski podjął próbę jej rozwiązania.