Léon Belly est le fils de Nicolas Joseph Belly, polytechnicien (1805), capitaine d'artillerie. Il est l'élève de Constant Troyon et fréquente les membres de l'École de Barbizon.
La même année il épouse à Strasbourg le 12 août Emilie Laure Klose, fille du banquier Sigismond Klose. Le couple a trois enfants.
De 1862 à 1864 invité chez son ami Léon Riesener au moulin Denise à Beuzeval, il peint la campagne et la côte normande. La famille Riesener est représentée, avec sa femme, dans le tableau Les foins en Normandie.
En 1867 il achète le domaine de Montboulan à Salbris sur lequel il fait construire sa demeure, toujours propriété de la famille. Il y peint alors des paysages de Sologne.
Il meurt à Paris le 24 mars 1877 à son domicile 71 Quai d'Orsay et est inhumé au cimetière de Salbris.
La vente de son atelier a lieu à Paris le 11 et 12 février 1878 suivie d'une exposition retrospective à l'école des Beaux-Arts de Paris.( les acheteurs s'étant engagés à prêter les achats de la vente)
