A fitorremediação é uma técnica de biorremediação que consiste da utilização de plantas no tratamento in situ de água e solos contaminados. Esta tecnologia tem se mostrado viável tanto do ponto de vista ambiental quanto econômico. A contaminação por metais pesados é motivo de preocupação para a saúde ambiental e humana devido à elevada toxicidade, mutagenicidade, carcinogenicidade e permanência destes elementos no solo. Neste sentido é promissora a ideia de utilização das leguminosas na fitorremediação de solos contaminados por metais pesados. Objetivou-se com esta pesquisa avaliar o potencial da espécie Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. na fitorremediação dos metais pesados cádmio (Cd) e chumbo (Pb). Para isto foram realizados três experimentos. No primeiro estudo foi avaliado o efeito de tratamentos de quebra da dormência física na germinação das sementes de leucena. Obtendo-se os melhores resultados de germinação e vigor com a escarificação química por imersão em ácido sulfúrico Pa (90%) por 15 minutos. Portanto este tratamento foi utilizado para a superação da dormência das sementes nas etapas seguintes deste estudo. Na segunda etapa, após escarificação para avaliar a viabilidade do plantio de sementes na reabilitação de solos contaminados por Cd e Pb, as sementes foram submetidas a outro teste de germinação utilizando as doses zero e as de intervenção agrícola, residencial e industrial estabelecidas pelo CONAMA sendo para Cd (3, 8 e 20 mg kg-1) e Pb (180, 300 e 900 mg kg-1). Verificando-se que as doses de Cd e Pb não afetam os parâmetros de germinação de sementes de Leucaena leucocephala. No entanto os padrões de crescimento das plântulas foram afetados em todas as doses dos metais, sendo acentuada com a elevação das concentrações. Na terceira etapa mudas de leucena foram cultivadas em sistema hidropônico contendo as mesmas concentrações de metais do teste de germinação. Avaliou-se a tolerância da planta, bem como seu potencial de absorção de Cd e Pb. As mudas de leucena apresentaram elevada sensibilidade ao Cd apresentando baixa produção de biomassa mesmo nas menores doses do metal. Todavia esta espécie apresenta uma elevada capacidade de fitorremediação de Pb apresentando produção satisfatória de biomassa e índices satisfatórios de absorção deste metal da solução.