Etter examen artium 1906 fra Kongsgaard skole i Stavanger, studerte han kjemi, zoologi og botanikk ved Det Kongelige Frederiks Universitet i Kristiania, uten at dette resulterte i noen universitetsgrad. I Bergen var Lea medlem av havforskningsgruppen til fiskeridirektør Johan Hjort i perioden 1909–1917, og oppdaget nye måter for å fastsette fiskens alder, viste hvordan bestanden varier. «Lea-Dahls metode» brukes for å fastsette alderen på skjell. I 1929 lanserte Lea også en metode for å bestemme hvor fisk kommer fra.