Desde muy temprana edad comenzó a interesarse por la música caribeña y le gustaba interpretar a las grandes orquestas de la época, como el Trío Matamoros, La Sonora Matancera y la Billo’s Caracas Boys.

En 1972  Oscár fue buscando puerta a puerta, a algunos músicos con los que consideraba podía armar un conjunto y acelera el proyecto de creación de la Dimensión Latina junto con el percusionista Elio Pacheco, José Rodríguez, el trombonista César «Albóndiga» Monges, el pianista Enrique «Culebra» Iriarte y José Antonio Rojas. Se estrenan el 15 de marzo de 1972 . Ese mismo año la orquesta graba su primer disco de larga duración y tiene su primer éxito, el tema «Pensando en ti», por lo que son contratados para participar en las fiestas del carnaval de Maracaibo.

En 1974 se une a la orquesta el bolerista Wladimir Lozano, logrando la dupla una serie de éxitos que catapultaron a Oscar D’León como uno de los intérpretes más reconocidos de la música de el Caribe. El primer gran éxito después de «Pensando en ti»,  luego llegó «La Piragua», y el primer éxito internacional fue «Llorarás», compuesto por el mismo Oscár. Los arreglos musicales de la orquesta siempre fueron de Monges y Oscar D’León. Éxitos como «La Vela», «Divina Niña», «Taboga», «Juancito Trucupey», «El frutero», «Parampampam» y «Dolor cobarde«, entre otros, dieron renombre a la orquesta y a Oscár tanto en latinoamérica como en otras latitudes.

En 1977 Oscar se separa de la Dimensión Latina y comienza la parte más exitosa de su carrera ahora como solista y con su propia orquesta; «La Salsa Mayor». De inmediato comienza a cosechar éxitos comerciales como «Mi bajo y yo», «El baile del suavecito», «Bravo de verdad».

Al proyectarse más su figura como solista, abandona también esta orquesta y forma «La Crítica», donde unido al talento de pianista, compositor y cantante Mauricio Silva, daría un matiz musical especial a su sonido, tanto que lo haría referencia obligada y acompañante ideal de soneros internacionales con los que alternó en Venezuela y otras partes del continente.

En 1983 es aclamado en Cuba, haciendo realidad su sueño de juventud, se presentó en el Anfiteatro de Varadero y su actuación allí fue solo el preámbulo de lo que sucedería cuando lo hizo en La Habana, en los escenarios de la Ciudad Deportiva, el teatro Karl Marx y el rodeo del Parque Lenin.

Si bien la gira representó una gran satisfacción personal para el sonero,  le generó críticas del mundo musical caribeño que interpretaron la gira como un apoyo al régimen cubano, En cualquier caso, su visita a la isla contribuyó al renacer de la salsa en Cuba y pasado un tiempo las críticas se disiparon y D’León continuó su carrera en ascenso, añadiendo éxitos como «Detalles», «El derecho de nacer», «Mis hijos», «A él» o «Que se sienta«, que lo colocaron de nuevo en los primeros lugares de las listas de ventas.

Posteriormente, el sonero  se consagra como músico y se redimensiona, incorporando matices de «Latin Jazz» a sus acordes, que aparecerían así depurados y renovados, convirtiéndolo a su vez en invitado permanente de los más importantes festivales de jazz en el mundo. En esta etapa, alterna y graba quienes habían sido sus ídolos de juventud: Celia Cruz, Eddie Palmieri y Tito Puente. Con estos dos últimos participa en el que se convertiría en la obra póstuma de Puente «Masterpiece/Obramaestra«, donde interpreta los temas «Cielito lindo/Negrita» y «París Mambo». Se presentó además como el compañero para cantantes de la nueva generación salsera que formaba parte, como él, del sello perteneciente a Ralph Mercado «RMM»: La India con quien grabaría el tema «Hazme el amor» o José Alberto «El Canario» con quien grabaría «Llegó el sabor».

Oscar D’León se mantiene como uno de los artistas más respetado de su país y del continente. Con su orquesta propia formada por músicos diestros, presenta espectáculos donde frecuentemente lo acompañan algunos de sus hijos. Es uno de los mejores exponentes de la «salsa brava» en los escenarios internacionales y promotor, además, de un nuevo sonido influenciado por el jazz, que se ha ganado, al igual que él, el respeto de los fanáticos, medios y colegas.

Su capacidad de improvisar y la textura de su voz hacen de Oscar parte de lo mejor de la tradición Latina. En su país nativo Venezuela es un ídolo, no solo como cantante y músico sino también como un hombre popular que sobre todas las circunstancias ha sabido ganarse fama y fortuna. Oscar D’Leon es uno de los artistas venezolanos más conocidos fuera de su país.

En 1988 graba con la orquesta Billo’s Caracas Boys el tema «Ariel», como un doble homenaje al maestro Billo Frómeta y a Benny Moré de quién ha dicho en varias oportunidades que es su principal punto de inspiración, junto con la orquesta «La Sonora Matancera», reconociendo así mismo haber sido influenciado por la música de Eddie Palmieri.

Ha grabado más de 50 álbumes con varios discos de oro, ha recibido numerosos premios y honores. El 15 de marzo de 1998 la ciudad de Nueva York lo homenajeó nombrando esa fecha como el Día de Oscar D’León. En el año 2000 participó en la banda sonora de la producción de Disney, «Las Locuras del Emperador» grabando el tema «Mundo perfecto».

El 20 de diciembre de 2009 fue internado en la Unidad de Terapia Intensiva de una clínica de Caracas tras sufrir un infarto en Martinica del que se recupera después que se le practicó un cateterismo.  El 24 de abril de 2013 sufrió un accidente doméstico acomodando un baúl en lo alto de un estante cuando este se cayó y golpeó su rostro, provocando una fuerte contusión ocular haciéndole perder la visión de su ojo izquierdo.

El 21 de noviembre de 2013 recibe de los Grammy Latino el Premio a la Excelencia por su trayectoria musical, reconociendo así el impacto de su actuación en el mundo.

Recientemente en Abril de 2013, sufrió un accidente en su residencia de Miami, le cayó un ropero encima del ojo izquierdo, teniendo que operarlo, finalmente los doctores dijeron que Oscar D’ Leon perdió totalmente la visión de su ojo izquierdo.pero el maestro retorno a los escenarios y regresó para recibir las llaves de la ciudad de Maturín en manos del alcalde José Vicente Maicavares y ya para 2014 integra el proyecto Salsa Giants comandado por Sergio George y otros grandes intérpretes de la Salsa.