Formation
Il entame des études de droit pour devenir avocat, mais à la suite d'une proposition d'Alphonse Franck, directeur du Théâtre du Gymnase, il devient secrétaire général du théâtre en 1906. En 1911, Léon Poirier décide de créer avec Gabriel Astruc et les frères Perret le Théâtre Léon Poirier (future Comédie des Champs Élysées), dont il prend la direction.
Carrière au cinéma
Léon Gaumont le contacte pour réaliser un film L'amour passé (1914). L'essai est concluant et il réalise ensuite plusieurs films : Le Jugement des Pierres (1914) ; Ces demoiselles Perrotin (id., avec Alice Tissot) ; Le Nid (id.) ; Cadette (id.) ; L'Aventure de la Petite Duchesne (id.) ; Monsieur Charlemagne (id.), et Le Trèfle d'argent (id.), interrompu par la guerre restera inachevé. Non mobilisable, engagé volontaire dans les services de transports militaires, il finit la guerre avec le grade de lieutenant d'artillerie. À la fin du conflit, Léon Gaumont lui confie alors la réorganisation de ses studios. Il devient directeur artistique en remplacement de Louis Feuillade, ce qui ne l'empêche pas de continuer à réaliser des films. Adepte d'un certain esthétisme, Léon Poirier réalise Âmes d'Orient (1919), tourné dans un jardin de la Côte d'Azur, puis Le Penseur (1920), drame philosophique adapté d'un conte d'Edmond Fleg. Son goût pour la littérature classique l'amène à mettre en scène La Peau de chagrin, d'Honoré de Balzac, sous le titre Narayana (1920) ; Jocelyn (1922), d'après Lamartine et La Brière (1924), adapté de l'oeuvre d'Alphonse de Chateaubriant. L'Affaire du courrier de Lyon (1923), film en trois époques : La Haine; L'Amour ; La Loi, s'inspire de l'Affaire Lesurques qui bouleversa l'opinion publique à la fin du XVIIIe. A partir de 1925, Léon Poirier connaît une seconde carrière avec la réalisation de documentaires sur l'Afrique. Après La Croisière noire (1925), retraçant l'expédition Citroën qui traversa le continent africain en autochenilles, le cinéaste signe Amours exotiques (1927) et Caïn, aventures des mers exotiques (1930), deux films taxés de colonialistes. Revenu en France entre-temps, il réalise Verdun, visions d'histoire (1928), sonorisé en 1931. A la demande d'André Citroën, qui rachète les droits à la société Pathé-Nathan, Léon Poirier remonte en 1934, les images du documentaire La Croisière jaune (1931), sans l'autorisation du réalisateur André Sauvage. Le film raconte l'expédition partant de Beyrouth au Liban pour rallier la Chine à travers l'ancienne route de la soie avec des véhicules autochenilles. Il réalise en 1934, Autopolis, un court métrage documentaire sur les usines de montage de la Citroën Traction Avant. En 1936, il raconte la vie du père de Foucauld dans L'Appel du silence, qui remporte le Grand Prix du Cinéma Français. Soeurs d'Armes (1937), sur la Première Guerre Mondiale, à la gloire de l'espionnage français est boudé par le public. En 1943, il tourne Jeannou, qui propose une vision passéiste de la campagne française, le film est considéré comme un film pétainiste. Il revient en Afrique avec Brazza ou l'épopée du Congo (1939), produit avec l'assentiment du Ministère des Colonies, qui raconte l'histoire de la bataille que se livrèrent Savorgan de Brazza et Stanley dans la conquête de l'Afrique, puis avec La Route inconnue (1947), qui le ramène sur les traces du Père Foucauld, et la confrontation des trois religions monothéistes. Après son dernier film, il se retire à Urval, petit village de Dordogne, dont il sera le maire de 1959 à sa mort en 1968.
Autres activités
En 1953, Léon Poirier publie ses Mémoires Vingt-quatre Images à la seconde.