L-leucín sa používa ako infúzia aminokyselín a komplexné aminokyselinové prípravky. Na diagnostiku a liečbu detí s idiopatickými poruchami vysokej hladiny cukru v krvi a metabolizmu glukózy, ochorením žlčových pečene spojeným so zníženou sekréciou, anémiou, otravou, svalovou dystrofiou, poliomyelitídou, neuritídou a duševnými chorobami. Cukrovka, mozgová vaskulárna skleróza a ochorenie obličiek spojené s proteinúriou a hematúriou sú kontraindikované. Pacienti so žalúdočnými a dvanástnikovými vredmi by sa nemali podávať.