L'argument cosmologique leibnizien raisonne à partir de la contingence de l'univers dans son ensemble vers l'existence d'un être nécessaire qui fournit la raison suffisante de pourquoi quelque chose existe plutôt que rien. Contrairement aux versions thomistes qui se concentrent sur les séries causales, l'argument leibnizien se concentre sur l'explication : la totalité de la réalité contingente ne peut pas s'expliquer elle-même, puisque chacune de ses parties dépend d'autre chose, et le tout hérite de la contingence de ses parties. La raison suffisante doit donc se trouver en dehors de l'ordre contingent, dans un être dont l'existence est nécessaire en soi.
Gottfried Wilhelm Leibniz a formulé l'argument de manière la plus influente dans De l'origine radicale des choses (1697) et dans sa correspondance avec Samuel Clarke. L'argument dépend de son Principe de Raison Suffisante, que Leibniz tenait pour régir non seulement les vérités logiques mais aussi les questions contingentes de fait. L'argument fut central dans les débats sur l'inférence cosmologique en philosophie moderne précoce et fut vivement attaqué par Immanuel Kant dans la Critique de la raison pure, qui soutint que l'argument cosmologique étend illégitimement les catégories de l'entendement empirique au-delà de leur domaine propre. Dans la philosophie analytique contemporaine, l'approche leibnizienne a été raffinée et défendue par Alexander Pruss dans The Principle of Sufficient Reason (2006) et par Joshua Rasmussen, qui ont développé des versions conçues pour échapper aux objections modernes tout en préservant la structure inférentielle.
Les critiques se sont concentrées sur le Principe de Raison Suffisante lui-même. L'objection classique de Hume — selon laquelle exiger une explication du tout, quand chaque partie est expliquée, pourrait être un sophisme de composition — a été raffinée par Paul Edwards et Graham Oppy. Peter van Inwagen a fameusement soutenu que les versions fortes du PRS engendrent un effondrement modal : si chaque fait contingent doit avoir une explication nécessaire, tous les faits contingents menacent de devenir nécessaires. Les défenseurs ont répondu par des formulations plus faibles et plus soigneusement restreintes du PRS, générant un débat continu sur la force d'un principe nécessaire pour porter l'inférence cosmologique et sur la force d'un principe défendable indépendamment.
Parmi les autres formulations de la famille cosmologique, l'argument leibnizien est méthodologiquement le plus proche de l'argument de contingence, partageant les catégories modales et l'appel à la raison suffisante — en effet les arguments contemporains de contingence sont souvent décrits comme leibniziens. Il diffère de la version du kalām en ne requérant pas un commencement temporel. Il diffère de la version thomiste par son recours plus explicite et autonome au Principe de Raison Suffisante plutôt qu'aux structures de séries causales. Le burhān al-imkān wa-l-wujūb d'Ibn Sīnā anticipe l'approche leibnizienne de plusieurs siècles, opérant à travers les catégories modales de contingence et de nécessité plutôt qu'à travers des structures temporelles ou causales.