Leo Löwenthal wurde im Jahr 1900 in einer Frankfurter Arztfamilie geboren, die zum assimilierten Judentum gehörte. Er besuchte das Gymnasium und studierte nach einem kurzen Militärdienst seit 1918 die Fächer Philosophie, Soziologie, Mathematik und Germanistik in Gießen, Heidelberg und Frankfurt, wo er 1923 mit einer Arbeit über Franz von Baader promoviert wurde. In dieser Zeit machte er eine Wendung zum orthodoxen Judentum, bekannte sich zu einem utopischen Sozialismus und engagierte sich zeitweilig in der Frankfurter Beratungsstelle für ostjüdische Flüchtlinge.