Gonzalo León Espinosa ha obtenido los títulos de Licenciado en Bioquímica (2002) y Licenciado en Química (2006) por la Universidad Autónoma de Madrid. En ese tiempo, también realizó unas prácticas en el departamento de screening (Molecular Biology) de una de las empresas farmacéuticas más importantes de España, Pharmamar S.A. Durante dichas prácticas aprendió técnicas básicas de la biología molecular. En el año 2004 obtuvo una beca FPI (Personal Investigador en Formación) para realizar la tesis doctoral en el laboratorio de investigación de José María Rojas Cabañeros, jefe de la Unidad de Biología Celular del Instituto de Salud Carlos III. En Julio de 2010, Gonzalo obtuvo el título de doctor con la calificación: Sobresaliente "cum laude" presentado el trabajo de investigación: Caracterización Funcional de la Proteína Adaptadora Sur8. Tras la lectura de la tesis doctoral, decide centrar sus esfuerzos en el estudio del cerebro y de las enfermedades que afectan al mismo, principalmente la enfermedad de Alzheimer (EA). Por ello, en el año 2011, pasa a formar parte de unos de los laboratorios de mayor prestigio de España en el estudio del cerebro humano, el Laboratorio Cajal de Circuitos Corticales del Centro de Tecnología Biomédica (CTB) de la UPM (Universidad Politécnica de Madrid), donde Javier de Felipe Oroquieta dirige un equipo de investigación para el desarrollo de varios proyectos tanto nacionales como internacionales. Su trabajo está dedicado al estudio de las columnas corticales (unidades básicas de organización cortical), con el objetivo prioritario de profundizar en el conocimiento de su funcionamiento normal y sus disfunciones, especialmente en la EA. En este periodo, Gonzalo obtiene gran experiencia en el desarrollo de diferentes técnicas tales como inmunohistoquímica, inyecciones intracelulares, manejo de microscopio confocal, etc...

En Mayo de 2012 es contratado en el Hospital Clínico San Carlos para aprender técnicas de cirugía en animales de experimentación, así como la estimulación cerebral profunda; en concreto se une al laboratorio de investigación de la Unidad de Medicina y Cirugía Experimentales (Fundación para la investigación Biomédica) cuyos responsables son Juan Antonio Barcia Albácar, jefe del servicio de Neurocirugía y Ulises Gómez Pinedo, investigador principal. En el año 2015 vuelve a ser contratado por el CSIC en el laboratorio de Javier Defelipe hasta el año 2018, pero las colaboraciones con dicho laboratorio prosiguen en la actualidad en relación con la investigación en la enfermedad de Alzheimer.

Con respeto a la actividad docente, Gonzalo fue contratado en el año 2012 por la Universidad San Pablo CEU, donde prosigue actulamente compaginando su labor investigadora con la labor como profesor. Cabe destacar que en 2019 Gonzalo promocionó a profesor adjunto.