Los fósiles de Leedsichthys se han encontrado en Inglaterra, Francia, Alemania y Chile.

Los restos chilenos, descubiertos en 1999, fueron la base para describir a una segunda especie, Leedsichthys notocetes, pero más tarde se mostró que esta era indistinguible de L. problematicus.

En varias ocasiones los grandes restos parciales han sido confundidos con huesos de dinosaurios estegosaurios.

Como las vértebras no se encuentran entre las partes preservadas, es dificultoso determinar su longitud corporal completa.

Los huesos craneales hallados indican que Leedsichthys tenía una enorme cabeza con protuberancias en la bóveda craneana.

El nicho moderno está ocupado por varias especies de tiburones filtradores y ballenas barbadas.

En mayo de 1886 estos fueron inspeccionados por John Whitaker Hulke, quien en 1887 reportó que era las placas dorsales del estegosaurio Omosaurus.

Dos semanas después el experto británico en peces Arthur Smith Woodward examinó los especímenes y comenzó a preparar una descripción publicada en 1889.

[2]​ Los fósiles hallados por Leeds le dieron al pez su nombre de especie, problematicus, debido a que los restos estaban tan fragmentados que eran sumamente difíciles de reconocer e interpretar.

[2]​ Tras una segunda publicación en 1889,[5]​ se produjeron objeciones contra lo que se percibió como una naturaleza "bárbara" del nombre de género, el cual unía de modo simple un nombre familiar británico sin latinizar a una palabra del griego clásico.

[7]​ Leeds continuó recolectando fósiles de Leedsichthys que fueron luego adquiridos por museos británicos.

[2]​ Leeds tenía un rival, el coleccionista Henry Keeping, quien en 1899 engañó a los trabajadores del pozo para que le vendieran los radios de las aletas dorsales al decirles que Leeds había perdido interés en estos hallazgos.

Liston más tarde dedicó una disertación y una serie de artículos a Leedsichthys, proveyendo la primera osteología detallada del animal.

[13]​ Aparte de los hallazgos británicos se han realizado descubrimientos mucho más fragmentarios en Normandía, Francia.

En 1999 estos hallazgos chilenos fueron denominados como una segunda especie, Leedsichthys notocetes, que significa "monstruo marino del sur".

Esto se debe sobre todo al hecho de que muchos elementos del esqueleto, incluyendo el frente del cráneo y los centros de las vértebras, no se osificaban sino que continuaban siendo cartílago.

En la fase de fosilización, la compresión aplanaba y quebraba estas estructuras huecas, haciendo extraordinariamente difícil identificarlos o determinar su forma original.

La bóveda ósea es robusta con prominencias en los parietales, continuando hacia los lados sobre el dermopterótico, y los postparietales.

Los dientes o "fimbriaciones" se dirigen oblicuamente hacia el frente y la parte superior.

Leedsichthys tenían dos aletas pectorales que probablemente se localizaban en la parte baja del cuerpo.

El actual pez remo puede rivalizar con Leedsichthys en longitud pero es un animal de cuerpo proporcionalmente mucho más delgado.

[28]​ En 2007 Liston estableció que muchos especímenes estaban entre los siete a doce metros de largo.

El espécimen GLAHM V3363, "Big Meg", podría medir entre 11.4 a 14.9 metros de largo.

[34]​ †Pteronisculus †Discoserra pectinodon †Watsonulus eugnathoides †Macrepistius rostratus †Caturus Amia calva Lepisosteus platostomus †Macrosemius rostratus †Semionotus elegans †Lepidotes †Pholidophorus bechei Elops hawaiensis Hiodon alosoides †Euthynotus †Hypsocormus insignis †"Hypsocormus" tenuirostris †Orthocormus †Australopachycormus hurleyi †Protosphyraena †Pachycormus †Asthenocormus titanius †Martillichthys renwickae †Bonnerichthys gladius †Leedsichthys problematicus †Rhinconichthys taylori Como los mayores peces actuales, los tiburones ballena y los tiburones peregrinos, Leedsichthys problematicus encontraba su sustento alimentándose por suspensión, usando una colección de rastrillos branquiales especializados alineados con su cesta branquial para extraer el zooplancton formado por diminutos animales del agua que pasaba a través de su boca y por sus branquias.

En 2010, Liston sugirió que los surcos fosilizados descubiertos en antiguos suelos marinos en Suiza y atribuidos a la actividad de plesiosaurios, habían sido en realidad hechos por Leedsichthys lanzando chorros de agua por su boca para hacer salir y luego devorar al bentos, es decir los animales habitantes del limo en el suelo marino.

[35]​ Es asimismo problemático saber como podría incrementar su tamaño rápidamente Leedsichthys durante su primer año de vida.

Los teleósteos por lo general depositan huevos pequeños y esto ha sido visto como un obstáculo para que puedan alcanzar tamaños gigantescos.

[15]​ Por su parte, Liston en 2010 señaló que Leedsichthys todavía estaba presente a finales del Kimmeridgiano en el norte, como se evidencia por los hallazgos en Normandía.