W wieku 5 lat Leo zaczął treningi w argentyńskiej drużynie Gandol (prowadzonej przez jego ojca). Messi robił szybkie postępy i w 1995 roku przeniósł się do Newell's Old Boys. Młodym piłkarzem szybko zainteresował się jeden z największych klubów w Argentynie – Club Atlético River Plate. Jednak badania medyczne zawodnika wykazały, że w jego organizmie brakuje pewnych hormonów co uniemożliwia prawidłowy rozwój zawodnika. Jedynym ratunkiem była droga kuracja hormonem wzrostu, na którą rodzice Messiego nie mieli pieniędzy, a River Plate ostatecznie odrzucił młodego zawodnika i nie chciał mu pomóc. Wtedy na pomoc przyszła mu FC Barcelona.

Messiego do Barcelony sprowadził dyrektor techniczny tego klubu Carles Rexach. Na testach w nowym klubie Messi potwierdził, że posiada nieprzeciętne umiejętności piłkarskie (w pierwszym meczu w katalońskim klubie strzelił 5 goli) i Barcelona od razu rozpoczęła leczenie zawodnika. Po powrocie do zdrowia Messi odwdzięczył się swojemu klubowi, strzelając w pierwszym sezonie w drużynie młodzików 37 goli.

Messi zadebiutował w pierwszym składzie Barçy w sezonie 2003/2004 w meczu z FC Porto na otwarcie ich nowego stadionu. W następnym sezonie został włączony do pierwszej drużyny Blaugrany i zaczął coraz częściej pojawiać się na boiskach Primera Division. Jego debiut miał miejsce 8 października 2004 roku w meczu derbowym z Espanyol Barcelona (1:0 dla Barcelony). W 82. minucie meczu zmienił Deco i zaprezentował się z bardzo dobrej strony, przeprowadzając kilka śmiałych rajdów i popisując się niekonwencjonalnymi podaniami. 1 maja 2005 roku w meczu z Albacete Lionel strzelił swojego pierwszego gola. W 90. minucie pokonał bramkarza przeciwników lobem. Stał się w ten sposób najmłodszym graczem w historii Blaugrany, który strzelił gola w meczu ligowym.

W czasie jego pobytu w Barcelonie wykryto u niego brak hormonów wzrostu i zaczęto terapię, cały koszt leczenia pokryła Barcelona.

W następnym sezonie Lionel był już podstawowym zawodnikiem Barçy, tworząc formację ofensywną z Ronaldinho i Eto’o. 7 marca 2006 roku w meczu 1/8 finału Ligi Mistrzów z Chelsea na Camp Nou Messi doznał poważnej kontuzji – zerwał jeden z mięśni w prawej nodze. Pomimo początkowych prognoz, że młody zawodnik nie zagra jedynie przez miesiąc kontuzja okazała się poważna i zawodnik nie zagrał do końca sezonu.

Od początku sezonu 2006/07 Messi był ważną postacią w Barcelonie. Strzelił kilka ważnych bramek, m.in.: w 89 minucie meczu Ligi Mistrzów z Werderem Brema, która jak się potem okazało uratowała Katalończykom awans do 1/8 finału LM. Sezon przerwała kontuzja – 13 listopada po jednym ze spotkań ligowych Lionel doznał złamania kości śródstopia i pauzował przez 3 miesiące. Po powrocie Messi osiągnął jeszcze lepszą formę. Strzelił trzy gole w meczu z Realem Madryt na Camp Nou i regularnie trafiał do bramki w innych spotkaniach ligowych. Do historii przejdzie jednak jego trafienie z Getafe w półfinale Copa Del Rey, kiedy Argentyńczyk ograł 6 przeciwników i strzelił gola. Była to bramka bardzo podobna do trafienia Diego Maradony z Mundialu w Meksyku w 1986 roku, przeciwko Anglii.

9 czerwca w meczu z RCD Espanyol Lionel po raz kolejny skopiował wyczyn swojego idola. Zdobył on gola ręką, co wzbudziło duże kontrowersje. Wiele gazet domagało się ukarania młodzieńca, jednak na Messiego nie została nałożona żadna kara. Po odejściu Ronaldinho otrzymał numer "10" co jest wielkim prestiżem dla młodego Argentyńczyka. Poprzednio grał z numerami 30 i 19.

Messi w sezonie 2007/2008 był trapiony przez kontuzje, jedną z nich doznał w meczu z Celtikiem w 1/8 finału LM. Na igrzyskach olimpijskich zdobył złoty medal wraz ze swoją reprezentacją. Za swoją postawę w sezonie 2008-2009 Messi został wybrany do grona 30 zawodnikow nominowanych do nagrody Piłkarz Roku FIFA. Ostatecznie zajął w tym plebiscycie 2 miejsce.

W 2009 roku w ligowym spotkaniu przeciwko Racingowi strzelił dwie bramki, z czego druga była jubileuszową (5000) FC Barcelony w rozgrywkach Primera Division.

Leo Messi zadebiutował w reprezentacji Argentyny 17 sierpnia 2005 roku w meczu z Węgrami. Jednak jego debiut nie okazał się udany, gdyż za głupi faul otrzymał czerwoną kartkę już po 40 sekundach przebywania na boisku. Jego prawdziwy debiut w narodowych barwach miał miejsce 3 września 2005 roku w przegranym 0-1 meczu eliminacyjnym do Mundialu 2006 z Paragwajem. Lionel zagrał w tym meczu 8 minut. Został powołany na Mundial organizowany w Niemczech, jednak zagrał na nim niewiele – choć strzelił gola w meczu z Serbią i Czarnogórą selekcjoner rzadko na niego stawiał. O wiele lepiej radził sobie Copa America 2007 w którym zagrał we wszystkich sześciu dotychczasowych meczach Argentyny i strzelił 4 bramki. Albicelestes przegrali te rozgrywki z Brazylią 3:0.

Lionel jest również mistrzem świata U-20. Na tych mistrzostwach został królem strzelców.

Pojechał na Igrzyska Olimpijskie w 2008, na których strzelił 2 gole i zdobył złoty medal.