Учился в университетах Гарварда, Висконсина и Чикаго, преподавал в университетахЦинциннати (1908—1909) и Иллинойса (1910—1913). Первоначально специализировался как индоевропеист и германист, стажировался в Германии (в университетах Лейпцига и Геттингена); после возвращения из Германии преподавал немецкий язык и другие дисциплины в университетах Иллинойса, Огайо (с 1921) и Чикаго (с 1928); с 1940 года — в Йельском университете, занимается проблемами английской фонетики и (особенно во время войны) методикой преподавания иностранных языков.
Ранние работы Блумфилда (в частности, по санскриту и индоевропейским языкам) находятся в целом в русле классических сравнительно-исторических исследований конца XIX века. Постепенный отход от этой проблематики был вызван интересом Блумфилда к неиндоевропейскими языкам — в 1910-е годы к тагальскому, в 1920—1930-е годы — к индейским языкам алгонкинской семьи, описанием которых он занимался до конца жизни (Блумфилд считается одним из основателей синхронного и сравнительно-исторического изучения языков этой семьи как целого).
В 1933 году вышла его главная книга «Язык» (первоначальный вариант этой работы был опубликован ещё в 1914), ставшая (наряду с трудами Соссюра, Сепира, Трубецкого и Ельмслева) одной из самых известных лингвистических работ первой половины XX века и сыгравшая роль теоретического манифеста американского дескриптивизма — течения, безраздельно господствовавшего в лингвистике США вплоть до конца 1950-х годов. Более поздняя теоретическая работа Блумфилда («Лингвистические аспекты науки», 1939), однако, не получила столь же значительного резонанса. Из его работ конца 1930-х — начала 1940-х годов наиболее значительными считаются исследования по грамматике алгонкинского языка меномини. В них Блумфилд выступил (одновременно с Н. С. Трубецким) как один из основоположников теоретической морфонологии, опирающейся на языковые модели элементно-процессного типа (этот тип моделей впервые был использован ещё в грамматике Панини, которую Блумфилд хорошо знал и исследованию которой посвятил ряд ранних статей).
Tagalog texts with grammatical analysis. Urbana, Illinois, 1917 — U. of Illinois studies in language and literature, 3.2-4. (соавтор: Alfredo Viola Santiago).
Menomini Texts. New York, 1928. — American Ethnological Society Publications 12. — ISBN 0-404-58162-5.
