Natural de Sergipe, doutorou-se em Medicina pela Faculdade de Medicina da Bahia em 1880. Dez anos depois de sua graduação, em 1890, diplomou-se mais uma vez em Medicina, na Faculté de Medicine de Paris.

No século 19, o Hospital Salpêtrière em Paris se tornou um reconhecido centro de excelência em neurologia, sob a liderança do Prof Jean-Martin Charcot, considerado o pai da neurologia moderna. Neste hospital Souza Leite defendeu a tese de doutorado, intitulada “De l’acromégalie: Maladie de Pierre Marie”, baseado em uma casuística de 38 pacientes.  Um ano depois, publicou o livro “Essays on Acromegaly” em coautoria com Pierre Marie. Este trabalho excepcional o consagrou como grande pesquisador no cenário internacional, sendo um dos primeiros médicos a reconhecer a acromegalia como uma nova condição clínica.

Souza Leite trabalhou também no “Bicêtre Hospital” em Paris e foi membro de várias sociedades científicas, incluindo a  Anthropological Society of London e a  Medico-Psychological Association. Retornando ao Brasil, se fixou inicialmente em Salvador e depois no Rio de Janeiro, onde publicou vários estudos sobre a neurologia. Em 1901 foi eleito membro titular da Academia Nacional de Medicina.