Nehéz történelmi korban volt Róma püspöke. Alkalmasságát különböző feladatok alkalmával már bizonyította. Így a keleti egyházzal való egységért sokat fáradozott. 440. szeptemberében lett Róma püspöke. Híres dogmatikus levelében fejtette ki Eutychész nevéhez fűződő eretnekség tévedéseit, bizonyítva, hogy a Krisztusban össze nem keveredett isteni és emberi természet van. Ezt a Kalkedoni zsinat atyái 451-ben nagy lelkesedéssel elfogadták ilyen felkiáltással: "Ez az Atyák hite! Pépter szólt Leó által" Huszonegy éves pápasága alatt nemcsak a lelkek igazi gondozója volt, hanem a barbárok támadásaival szemben is védelmezte Rómát. Számos, gazdag teológiai tartalmú beszéde, írása és levele maradt fenn. Liturgikus ünnepét temetése napján (461.) ünnepli az Egyház.