L-Leucin wird als Aminosäure-Infusion und umfassende Aminosäure-Präparate verwendet. Zur Diagnose und Behandlung von Kindern mit idiopathischen hohen Blutzucker- und Glukosestoffwechselstörungen, Gallenlebererkrankungen mit verminderter Sekretion, Anämie, Vergiftung, Muskeldystrophie, Poliomyelitis, Neuritis und psychischen Erkrankungen. Diabetes, zerebrale Gefäßsklerose und Nierenerkrankungen im Zusammenhang mit Proteinurie und Hämaturie sind kontraindiziert. Patienten mit Magen- und Zwölffingerdarmgeschwüren sollten nicht versorgt werden.