Il a obtenu son doctorat en astronomie à l'Université Catholique de Louvain (UCL) en 1963, après avoir étudié les étoiles variables. Ensuite, il a travaillé comme astronome au Observatoire Royal de Belgique à Uccle où il a commencé une longue carrière d'observateur et de chercheur.
Pendant sa carrière, Legrand a été professeur invité à l'Université Columbia (New York) en 1968-1969 et en 1972-1973, puis il est devenu professeur titulaire d'astronomie à l'UCL en 1973. Il a également été directeur du Centre for Astrophysics and Space Observation (CASO) de l'UCL de 1982 à 2003.
Legrand est connu pour ses recherches sur les étoiles variables, notamment les céphéides, et son travail a considérablement contribué aux progrès de l'astronomie des céphéides. Il a également été impliqué dans des projets d'astrophysique tels que Hipparcos, Gaia et PLATO.
En plus de sa carrière académique, Legrand est un auteur prolifique qui a écrit plusieurs livres sur l'astronomie destinés aux amateurs, ainsi qu'un certain nombre d'articles pour la presse scientifique belge. Il est également actif dans le domaine de la vulgarisation scientifique et donne des conférences à travers le monde.
En reconnaissance de sa carrière et de ses contributions à l'astronomie, Legrand a reçu plusieurs récompenses et distinctions, notamment le Prix Francqui en 1986. En 2018, il est nommé docteur honoris causa par l'Université d'Anvers (UA).
Enfin, Bernard Legrand est un des membres de l'Académie royale de Belgique et a été élu à la Royal Astronomical Society en 1976. Il est également membre correspondant de l'Académie française depuis 2015.