Neiman a servi dans l’armée américaine pendant la Seconde Guerre mondiale. Il a travaillé comme cuisinier jusqu’à la fin de la guerre, lorsque ses talents artistiques ont été reconnus et mis à profit pour peindre des décors pour les spectacles de la Croix-Rouge. Après son retour en 1946, Neiman a étudié brièvement à la St. Paul School of Art, puis à la School of The Art Institute of Chicago dans le cadre du G.I. Bill. Après avoir obtenu son diplôme, Neiman a fait partie de la faculté de l’Art Institute pendant dix ans. Pendant qu’il enseignait, il exposait ses œuvres dans des concours et gagnait des prix. En 1954, Neiman commence son association avec le magazine Playboy. Neiman avait rencontré Hugh Hefner alors qu’il faisait des illustrations de mode en freelance pour la chaîne de grands magasins Carson Pirie Scott, où Hefner était écrivain. Hefner et le directeur artistique de Playboy, Art Paul, lui ont commandé une illustration pour la cinquième édition du magazine. Hefner a déclaré à Sports Illustrated : « Je ne me souviens pas de ce moment. Nos regards ne se sont pas croisés à travers une salle bondée ». Un jour, après que Hefner ait lancé son magazine, il a croisé Neiman dans la rue et lui a demandé de devenir un collaborateur de Playboy. Parmi les contributions de Neiman au cours des 50 années suivantes, il a créé le personnage de Femlin pour la page Party Jokes, et a fait une fonctionnalité pendant 15 ans intitulée « Man at His Leisure », où Neiman peignait des illustrations de ses voyages dans des lieux exotiques.
A partir de 1960, il parcourt le monde en observant et en peignant la vie de loisirs, les activités sociales et les compétitions sportives, notamment les Jeux olympiques, le Super Bowl, les World Series, le Kentucky Derby, les championnats de boxe, la PGA et le Masters de golf, la Ryder Cup, les Jeux équestres mondiaux, Wimbledon et d’autres compétitions du Grand Chelem, ainsi que la vie nocturne, le divertissement, le jazz et le monde des jeux de casino.
En 1970, Neiman a réalisé l’illustration de l’album Portrait de 5th Dimension.
En 1998, il a réalisé toutes les illustrations d’un numéro spécial « Sports » du magazine The Nation, pour lequel il a reçu la rémunération standard du magazine, soit 150 dollars.
Neiman a parrainé et soutenu plusieurs organisations d’un océan à l’autre qui favorisent les activités artistiques pour les enfants défavorisés, comme le LeRoy Neiman Center for Youth à San Francisco et le Arts Horizons LeRoy Neiman Art Center à Harlem. Il a également créé des installations dans plusieurs universités, notamment le LeRoy Neiman Center for Print Studies de l’université Columbia à New York et le LeRoy Neiman Campus Center de son alma mater, la School of the Art Institute of Chicago. Neiman a fait un don de 5 millions de dollars à l’École de l’Institut d’art, qui a financé la construction du Neiman Center à l’École.
Il a reçu cinq doctorats honorifiques et de nombreux prix, un prix pour l’ensemble de sa carrière de l’Université de Californie du Sud, une intronisation au Temple international de la renommée de la boxe, ainsi que des proclamations et des citations. Il a reçu l’Ordre de Lincoln (la plus haute distinction de l’État) à l’occasion du 200e anniversaire d’Abraham Lincoln, remis par le gouverneur de l’Illinois en 2009. Il est l’auteur de douze livres sur son art. Un documentaire sur sa peinture de jazz, The Big Band, a eu sa première mondiale à Los Angeles en février 2009.
Neiman a produit environ six sujets de sérigraphie différents par an, dont le prix varie généralement entre 3 000 et 6 000 dollars pièce. Les ventes annuelles brutes des nouvelles sérigraphies dépassent à elles seules les 10 millions de dollars. Les originaux peuvent se vendre jusqu’à 500 000 dollars pour des œuvres telles que Stretch Stampede, une gigantesque peinture à l’huile de 1975 représentant le Kentucky Derby. En plus d’être un artiste sportif renommé, Neiman a créé de nombreuses œuvres à partir de son expérience en safari, notamment Portrait of a Black Panther, Portrait of the Elephant, Resting Lion et Resting Tiger. Parmi ses autres sujets, citons la voile, la cuisine, le golf, la boxe, les chevaux, les célébrités, les lieux célèbres et l’Amérique au travail. Une grande partie de son travail a été réalisée pour le magazine Playboy, pour lequel il a encore illustré mensuellement jusqu’à sa mort.
Neiman a travaillé à l’huile, à l’émail, à l’aquarelle, aux dessins au crayon, aux pastels, à la sérigraphie et à quelques lithographies et gravures. Neiman figurait dans l’Art Collector’s Almanac, le Who’s Who in the East, le Who’s Who in American Art, le Who’s Who in America et le Who’s Who in the World. Il était membre de la Chicago Society of Artists. Ses œuvres ont été exposées dans des musées, vendues aux enchères et présentées dans des galeries et des distributeurs en ligne. Il est considéré par beaucoup comme le premier grand artiste sportif au monde, concurrencé seulement dans ses dernières années par une nouvelle génération d’artistes comme Stephen Holland et Richard T. Slone. Ses œuvres figurent dans la collection permanente du Smithsonian, du Whitney Museum, du Brooklyn Museum, du Museum of Fine Arts de Boston, du State Hermitage Museum en Russie, du Wadham College d’Oxford et dans des musées et galeries d’art du monde entier, ainsi que dans des collections privées et d’entreprise.