Народный художник Беларуси, кавалер ордена Франциска Скорины, лауреат Государственной премии Беларуси и премии Союзного государства.

Родился в Витебске. Участник Великой Отечественной войны, служил в пехоте, кавалерии, был тяжело ранен. Учился в Минском художественном училище (1947–1952) (ныне – Минский государственный художественный колледж им. А.К. Глебова) у Л.М. Лейтмана, Белорусском театрально-художественном институте (1953–1959) (ныне – Белорусская государственная академия искусств) у народного художника Беларуси В.К. Цвирко. Участник выставок с 1958 г., персональные проходили с 1962 г. С 2003 г. в Минске работает Городская художественная галерея произведений Л.Д. Щемелева.

Работает во всех жанрах станковой живописи. Леонид Дмитриевич Щемелев – выдающийся мастер XXI века, жизнь и судьба которого – пример исключительного человеческого и творческого долголетия, стойкости и верности избранному пути.

Произведения находятся в Национальном художественном музее Республики Беларусь, Государственной Третьяковской галерее, Национальном центре современных искусств, во многих художественных галереях и частных коллекциях мира.