Architecte, diplômé de l’École des beaux-arts de Marseille et de l’École des arts décoratifs de Nice, Léon Fombertaux travaille d’abord pour son propre compte à Hyères de 1898 à 1912, puis il entre comme attaché à l’Inspection des monuments historiques du Maroc.

C’est fort de cette expérience qu’il est attaché en 1925 au Service archéologique de l’EFEO et arrive au Cambodge. En tant que conservateur-adjoint, il travaille au dégagement du Prasat Chrung, à l’angle nord-ouest d’Angkor Thom, achève celui de Chau Say Tevoda, puis entreprend le dégagement du gopura nord-est de Preah Khan. Parallèlement, il découvre des vestiges dans le quart sud-ouest d’Angkor Thom, au sud et au nord de Tep Pranam, ainsi qu’une chapelle à l’ouest d’Angkor Thom. Il révèle ainsi de nouvelles inscriptions et sculptures. En 1928, il est chargé de continuer, à Sambor Prei Kuk, les fouilles commencées l’année précédente par V. Goloubew. Il consolide ensuite un temple d’art pré-angkorien, le Prasat Phum Prasat, entre Phnom Penh et Kompong Thom.

L’œuvre principale de L. Fombertaux reste la restauration du That Luang à Vientiane, entre 1929 et 1935. Des sondages lui permettent de faire une découverte importante : la présence, au cœur du monument, d’un stupa (ou that) primitif. Cette structure cachée, de plan carré, est bâtie en blocs de latérite parfaitement taillés. Chacun des côtés est couronné par cinq grandes feuilles de lotus, dont les extrémités ont été rognées lorsqu’on a construit la superstructure que nous connaissons. L. Fombertaux relève et photographie les vestiges primitifs avant de les refermer. Ensuite, se fondant sur les dessins laissés au siècle précédent par Delaporte, il remonte la pyramide étage par étage et reconstruit la flèche centrale, qu’une restauration malheureuse avait déformée au début du siècle.