- Батько — Йов Сидорович Гайдай (1886—1965), службовець залізниці, уродженець Полтавщини (народився на х. Оріхівщина), гуморист, був людиною богатирського складу.
- Мати — Марія Іванівна, походила з Рязанської області Росії.
- Сестра — Августа
- Брат — Олександр (1919—1994).
- Дружина — актриса Ніна Гребешкова.
- Донька — Оксана.
Згодом сім'я переїхала в Читу, де прожила деякий час, а потім в Приангар'я, в залізничне селище Глазково Іркутської області Росії. Навчався в Іркутській залізничній школі № 42.
Леонід Гайдай брав участь у Другій світовій війні, був тяжко поранений, після чого його комісували. У 1947 році закінчив театральну студію при Іркутському обласному театрі, грав у ньому, у 1949 році поступив на режисерський факультет ВДІК, який закінчив у 1955 році. Сценарії до своїх фільмів Леонід Гайдай майже завжди писав самостійно. Багато фраз із гайдаївських кінокомедій стали крилатими. У 1983—1989 рр. Гайдай знімав переважно сюжети для кіножурналу «Фитиль».
Помер 19 листопада 1993 року. у віці 70 років. Похований на Кунцевському кладовищі у Москві.
