Hijo del periodista español Ernesto Lecuona Ramos, que era originario de las Islas Canarias, que se radicó en Cuba, comenzó a estudiar piano bajo la tutela de su hermana Ernestina. Fue un niño prodigio. Dio su primer recital a los 5 años, y a los 13 realizó su primera composición, la marcha two step titulada Cuba y América para banda de concierto.

Ernesto Lecuona estudió en el Peyrellade Conservatoire con Antonio Saavedra y el famoso Joaquín Nin. Se graduó en el Conservatorio Nacional de La Habana con una medalla de oro en interpretación cuando tenía 16 años. Fuera de Cuba comenzó su carrera en el Aeolian Hall (Nueva York) y continuó sus estudios en Francia con Maurice Ravel. Él introdujo la primera orquesta latina en los Estados Unidos, los Lecuona Cuban Boys.

Entre las obras de Ernesto Lecuona destacan las zarzuelas Canto Siboney que surge integrado a su obra La tierra de Venus; Damisela Encantadora que está integrada a la zarzuela Lola Cruz, Diablos y Fantasías, El Amor del Guarachero, El Batey (1929), El Cafetal, El Calesero, El Maizal, La Flor del Sitio, Tierra de Venus (1927), María la O (1930) y Rosa la China (1932); las canciones Canto Carabalí, La Comparsa y Malagueña (1933), perteneciente a su suite Andalucía; sus obras para danza, Danza de los Ñáñigos y Danza Lucumí ; la ópera El Sombrero de Yarey (cuyo paradero se desconoce), la Rapsodia Negra para piano y orquesta, así como su Suite Española.

Con sus zarzuelas más importantes, Ernesto Lecuona dio una forma clásicamente definida a la zarzuela cubana en cuanto a género y estilo se refiere, y por sus logros dramáticos y musicales quedan muy próximos a la ópera. Algunas de las zarzuelas aquí mencionadas son las únicas producciones latinoamericanas que se han integrado en los repertorios en España. En 1942 su composición Siempre en mi corazón fue nominada para el Oscar como canción; en su lugar fue escogida White Christmas.

En 1938 Ernesto Lecuona actuó en el filme argentino Adiós Buenos Aires dirigido por Leopoldo Torres Ríos. En 1960 se trasladó a Tampa. La difusión de su obra musical se la dieron muchos músicos y directores de orquesta; tal es el caso del director Xavier Cugat, de origen español catalán. Es preciso reconocer que al acopio y difusión de su obra dedicaron importantes esfuerzos su amigo y colaborador artístico Orlando Martínez, así como el también pianista y musicólogo cubano Odilio Urfé. Lo cierto es que la prensa y la crítica —tanto foránea como del patio— le fueron siempre favorables a Lecuona.
Tres años más tarde murió en Santa Cruz de Tenerife, Islas Canarias, durante unas vacaciones para conocer la tierra natal de sus padres. Sus restos descansan en el cementerio de Gate of Heaven, en Hawthorne, Nueva York.

Entre sus intérpretes más famosos se encuentra el tenor mexicano José Mojica (1896-1974), que fue llevado a La Habana por Ernesto Lecuona, en 1931, para varios conciertos en el Teatro Nacional de La Habana.

Más tarde, sus obras recorrieron el mundo. El tenor español Alfredo Kraus ha grabado su obra y ha ofrecido conciertos con su música inmortal; más adelante, también Plácido Domingo ha grabado un álbum de una selección de sus piezas más destacadas titulado “Siempre en mi corazón”.