Theofrastos ledet Lykeion i 36 år mellom Aristoteles' landflyktighet i 322 f.Kr. og fram til han døde selv i 286 f.Kr. Det er en del spekulasjoner om at både Aristoteles og Theofrastos ble gravlagt i hagene til Lykeion, skjønt ingen graver har blitt positivt identifisert. Theofrastos ble fulgt av Strato som tjente som overhode fram til 268 f.Kr. Lykon av Troas, sannsynligvis Aristo av Kea, Kritolaos, Diodoros av Tyr og Erymneos var de neste ledere av skolen. I tillegg har Andronikos fra Rhodos fungert som ellevte leder.