
Leo war Römer, Sohn des Radoald, und wurde im Kloster St. Martin bei St. Peter erzogen. Gregor IV. machte ihn zum Subdiakon, und Sergius II. machte ihn zum Kardinalpriester von Santi Quattro Coronati. Er wurde einstimmig gewählt und, da Rom einen weiteren Angriff der Sarazenen fürchtete, am 10. April 847 geweiht, ohne die Zustimmung des Kaisers abzuwarten.
Er baute die Mauern Roms wieder auf und ummauerte zum ersten Mal den Vatikanhügel; das neue Viertel, 852 vollendet, heißt nach ihm noch immer Leoninische Stadt. Eine sarazenische Flotte wurde 849 vor Ostia von den verbündeten Schiffen Roms und der südlichen Städte und durch einen Sturm vernichtet. Er restaurierte St. Peter und viele andere Kirchen, erbaute Santa Maria Nova und salbte 853 den jungen englischen Prinzen Alfred. Sein Name steht im Römischen Martyrologium.
Er wird von der Kirche als Heiliger verehrt. Seine Seite im Lexikon der Heiligen lesen.