Jan Adriaensz. genoemd wordt, was een universeel man, die de meest uiteenloopende kundigheden in technische vakken bezat. Hij was schrijnwerker, vervaardigde kasten, werkte in hout, steen, ivoor, koper en ander metaal, bouwde huizen, bruggen en sluizen, heeft zeer vele uurwerken en klokkespelen vervaardigd, waaronder die van de Wester- en Zuidertorens te Amsterdam, heeft zelf mede gemetseld aan het stadhuis en aan eene brug bij den Jan Roodepoortstoren, beide te Amsterdam, en heeft vele watermolens gebouwd. Hij sprak Fransch en Duitsch en een weinig Latijn. Toen er in Holland nog geen achtkante oliemolens met stampers bestonden, vervaardigde hij er een voor eigen gebruik.
Toen de amsterdamsche kooplieden begonnen groote sommen te verdienen en die langzamerhand, behalve voor hunne woningen op de Heeren- en Keizersgrachten, ook voor nuttige ondernemingen beschikbaar stelden, behoorde daartoe het droogmaken der groote noordhollandsche meren, later gevolgd door dat van tal van kleinere meren. Bij de droogmaking van alle groote en van vele kleinere meren heeft Leeghwater medegewerkt als molenmaker en ingenieur, welke titels hij zich in zijne werken geeft. Het eerste groote werk van dien aard was de droogmaking van de Beemster, uitgevoerd van 1608 tot 1612. Op 4 Juli 1612 bezichtigden Maurits en Frederik Hendrik den drooggemaakten polder en aan hen en andere autoriteiten werd een maaltijd aangeboden, waar Leeghwater aan tafel heeft helpen bedienen. De verdere groote met zijne medewerking drooggemaakte meren zijn de Purmer van 1618 tot 1622, de Wormer van 1624 tot 1626, de Heer-Hugowaard in 1625 en 1626 en de Schermer van 1632 tot 1635. De kleinere werden vooral van 1622 tot 1628, sommige ook later drooggemaakt. Zijn roem werd spoedig zoo groot, dat hij op vele plaatsen in het buitenland geroepen werd om advies te geven over het droogleggen van moerassen.
In 1628 werd hij naar Cadillac bezuiden Bordeaux geroepen, waar de hertog van Epernon (Leeghwater spreekt van den Duc de Pernon) hem een opdracht gaf tot het droogmaken van een moeras, groot 4500 morgen, in de nabijheid. Hij bood zijn ontwerp eenigen tijd later aan dien hertog, die zich toen bij het beleg van La Rochelle bevond, aan. Frederik Hendrik ontbood hem in 1629 tijdens het beleg van 's Hertogenbosch ten einde het water uit zijne legerplaats te malen en de watermolens te Engelen weder gangbaar te maken. Door zijne werkzaamheid werd veel tot het slagen van de inneming bijgebracht. In 1630 maakte Leeghwater het bestek en de teekeningen voor het raadhuis van de Rijp, een juweel van renaissance-bouwkunst, dat volgens zijne plannen is uitgevoerd. In hetzelfde jaar heeft hij vijf weken doorgebracht te Vic, ten noordoosten van Nancy, ten behoeve van de drooglegging van een moeras in de nabijheid. Voor bedijkingen en droogmakerijen werd hij o.a. geraadpleegd in Pruisen, Denemarken, Holstein, Oost-Friesland, Groningen, Friesland, Vlaanderen, Lotharingen, verschillende deelen van Frankrijk en Engeland. Dat hij (gelijk wel beweerd is), de uitvinder van een omstreeks 1610 in gebruik gekomen moddermolen zou zijn, wordt door hem zelf niet vermeld.
Het werk, dat het meest tot zijn roem heeft bijgedragen, is het ontwerp voor de droogmaking van het Haarlemmermeer, opgenomen in zijn Haerlemmermeer- Boeck, waarvan de eerste uitgave in 1641 verscheen. Hij ontwerpt de bemaling met 160 kapitale windmolens en begroot de kosten op ƒ 3.600.000. Het volgende jaar verscheen de tweede,