Леон Вычулковский начал своё художественное обучение в Варшаве, в Классе рисунковом, под управлением Антона Каминьского, Рафала Хадзевича и Войцеха Герсона. В 1875—1877 годах продолжил образование в Мюнхене, а потом — в краковской Академии роскошных искусств, в классе Яна Матейко. В 1897 году Вычулковский становится одним из основоположников Приятельства польских живописцев «Штука». В 1895—1911 годах он — доктор краковской Академии роскошных искусств, а в 1934—1936 — доктор в варшавской Академии.

Леон Вычулковский сначала писал в реалистической манере, отдавая предпочтение исторической теме. После собственной поездки в Париж в конце XIX столетия в его творчестве приметно воздействие импрессионистов. Сейчас живописец создаёт также пейзажи и жанровые полотна с внедрением сильных световых эффектов. Последующим было недолгое увлечение символизмом (картина Закаменевший друид). Познакомившись с журналистом и собирателем Феликсом Ясенским, Вычулковский заинтересовался темой Востока. Писал также натюрморты.

Живописец был похоронен в деревне Втельно Быдгошского района. В 1946 году в Быдгоще был открыт его музей.