Kadanoff fikk sin lavere grad og doktorgrad i fysikk fra Harvard University før han fikk seg jobb ved faktueltet for fysikk ved University of Illinois i 1965. På slutten av 1960-tallet studerte Kadanoff organiseringen av materie i faseoverganger. Han er medlem av National Academy of Sciences og American Philosophical Society. Kadanoff mottok Wolfprisen i 1980 og i 2006 ble han tildelt Lorentzmedaljen. I 1969 begynte Kadanoff ved Brown University og i 1978 begynte han ved University of Chicago. Kadanoff var professor i fysikk ved University of Chicago og fikk tittelen professor emeritus i 2004. Han var tidligere president for American Physical Society (APS). Han har gitt mange store bidrag til emner som statistisk fysikk og kaosteori.