Urodził się 20 września 1891 roku w Krakowie. Ukończył III Gimnazjum im. Króla Jana Sobieskiego w Krakowie. Studiował filologię słowiańską i indoeuropeistykę na Uniwersytecie Jagiellońskim (1909–1913), gdzie uczęszczał na wykłady Jana Rozwadowskiego (1867–1935), Kazimierza Nitscha (1874–1958) i Jana Łosia (1860–1928). W latach 1913–1914 studiował w Wiedniu język staro‑cerkiewno‑słowiański oraz język serbsko‑chorwacki. W listopadzie 1913 roku obronił pracę doktorską na temat Studia nad akcentem pomorskim. Habilitował się na Uniwersytecie Jagiellońskim na podstawie pracy Ze studiów nad akcentem słowiańskim (1917). Pracował jako nauczyciel w gimnazjum w Zakopanem (1914–1918), następnie w gimnazjum w Krakowie. W latach 1919–1921 był profesorem na Uniwersytecie w Poznaniu. Stworzył w Poznaniu ośrodek studiów słowiańskich i założył czasopismo „Slavia Occidentalis”.

W styczniu 1922 roku został mianowany profesorem nadzwyczajnym w Katedrze Filologii Słowiańskiej Uniwersytetu Lwowskiego. W latach 1922–1929 jako profesor nadzwyczajny pełnił funkcję kierownika Katedry Filologii Słowiańskiej Uniwersytetu Lwowskiego. Wykładał język staro‑cerkiewno‑słowiański, a przez pewien czas także język ukraiński. Prowadził zajęcia z fonetyki, morfologii, składni i dialektologii języka polskiego.

31 maja 1925 roku w siedzibie Uniwersytetu Lwowskiego przewodniczył zebraniu założycielskiemu Polskiego Towarzystwa Językoznawczego; wszedł w skład pierwszego zarządu tego towarzystwa. W latach 1935–1936 stał na czele Polskiego Towarzystwa Jezykoznawczego. Był jednym z założycieli serii wydawniczej „Lwowska Biblioteka Slawistyczna”.

Pod koniec lat 20. XX wieku postanowił podjąć pracę na Uniwersytecie Jagiellońskim. Po odejściu z Uniwersytetu Lwowskiego w listopadzie 1929 roku Lehr‑Spławinski przeniósł się do Krakowa, gdzie do końca swojej kariery naukowej pracował jako profesor na Uniwersytecie Jagiellońskim (1929–1961), w tym w latach 1936–1938 jako dziekan Wydziału Filozoficznego. W 1938 roku został wybrany na rektora Uniwersytetu Jagiellońskiego. W listopadzie 1939 roku wraz z innymi profesorami Uniwersytetu Jagiellońskiego został aresztowany przez niemieckie władze okupacyjne. Do lutego 1940 roku przebywał w niemieckich więzieniach w Krakowie i Wrocławiu oraz w obozie koncentracyjnym Sachsenhausen. Po zwolnieniu z obozu zamieszkał w Krakowie, gdzie w czasie niemieckiej okupacji brał udział w tajnym nauczaniu. Po wojnie powrócił na stanowisko rektora Uniwersytetu Jagiellońskiego (1945–1946). Kierował Katedrą Filologii Słowiańskiej tej uczelni w latach 1945–1962 – aż do przejścia na emeryturę.

Jest autorem ponad 400 prac naukowych, z których ponad 70 opublikował w okresie pracy na Uniwersytecie we Lwowie. Zajmował się problematyką prajęzyka i praojczyzny Słowian, przeprowadzał diachroniczną i synchroniczną analizę dialektów słowiańskich, badał językowe i kulturowe powiązania między narodami słowiańskimi, a także akcent i intonację w językach słowiańskich. Poświęcał uwagę historii języka polskiego oraz pochodzeniu polskiego języka literackiego (był zwolennikiem teorii genezy wielkopolskiej). W okresie swojej działalności naukowej we Lwowie napisał następujące prace: Szczątki języka dawnych mieszkańców Rugii (1922), Zarys gramatyki języka staro‑cerkiewno‑słowiańskiego (1923), O dialektach prasłowiańskich (1929), Gramatyka połabska (1929). Już w okresie powojennym wspólnie z Zenonem Klemensiewiczem (1891–1969) i Stanisławem Urbańczykiem (1909–2001) opublikował Gramatykę historyczną języka polskiego (Warszawa, 1955), uznawaną za jedno z przełomowych dzieł w dziejach polskiego językoznawstwa.

Wśród uczniów Lehra‑Spławińskiego na Uniwersytecie we Lwowie byli: Stanisław Bąk (1900–1981), Bronisław Lindert (1904–1998), Janina Heydzianka‑Pilatowa (1899–1986), Stanisław Papierkowski (1906–1990).

Zmarł 17 lutego 1965 roku w Krakowie.