Szicíliában született, apját Pálnak hívták. Elődjéhez nemcsak születési helyében hasonlít, hanem abban is, hogy az Isteni szolgálatot Leó isbencés szerzetesként kezdte.Agaton halála (681.január 10.) után három nappal a római zsinat Leót választotta meg akeresztény egyház fejének. Felszentelése azonban több mint egy évig húzódott, a pápa ésBizánc viszonyával kapcsolatos viták miatt. Kónsztantinosz ugyanis már Agatonnak megígérte, hogy eltekint attól az adótól, amit a pápák fizettek felszentelésük alkalmából a császári kincstárnak. A császár szándékosan késett a pápaválasztás megerősítésével, így a pápa nem avatkozhatott be a folyamatban levőharmadik konstantinápolyi zsinat munkájába, amely többek között amonothelétizmus ésI. Honorius pápa elítélését tárgyalta. Végül Leót682.augusztus 17-én szentelhették fel.
Rövid hivatali idejének a legfontosabb tevékenysége ahatodik egyetemes zsinat döntéseinek elfogadtatása volt. Leveleket küldött a nyugati világ püspökeinek, ismertetve a zsinat határozatait. Leó többször is hangoztatta, hogyI. Honorius pápa kiátkozására nem azért került erre sor, merteretnek tanokat vallott, hanem mert akadályozta meg azok elterjedését.
Leó pontifikátusa alatt rendeződött véglegesen aravennai érsekség helyzete is.Ravenna volt a császár itáliai székhelye, vagy személyes képviselőjének, az exarchának a központja. A város politikai jelentőségét kihasználva Ravenna érsekei Róma hatóságától független patriarchátust akartak kiépíteni. Amikor a pápa ezt elutasította, császári rendeletet kieszközölve érték el céljukat, és nem engedelmeskedtek a római pápának.IV. Kónsztantinosz eltörölte elődje,II. Kónsztasz császár határozatát, és megerősítette a római pápák jogát Ravenna felett. Leó ezért cserébe elengedte a ravennai érsekek Rómának fizetendő adóját. Ezen felül több eljárási kedvezményt is biztosított a ravennai érsekek számára.
Leót kortársai nagy építkezőnek is tartották, hiszen több templomot és kolostort is felújított, és tartva egy újabblombard támadástól, a legtöbbkatakomba relikviáit átszállíttatta egy általa építtetett új templomba.683.július 3-án halt meg. Szentként tisztelik, ünnepét június 28-án vagy július 3-án tartják.
