Św. Leon urodził się około 400 r. w Toskanii. Był synem Kwityniana. Papież Celestyn I mianował go archidiakonem. Od młodości wyróżniał się tak wielką erudycją i zdolnościami dyplomatycznymi, że nawet jako zwykły akolita wysyłany był przez papieża do ważnych misji. Na jego polecenie udał się m.in. z poufną misją do św. Augustyna, biskupa Hippony. Kiedy przebywał jako legat w Galii, został obrany papieżem (440) po śmierci Sykstusa III.
Jego pontyfikat przypadł na czasy licznych sporów teologicznych i zamieszania pośród hierarchii kościelnej. Musiał zwalczać liczne herezje oraz tendencje odśrodkowe, podejmowane przez episkopaty Afryki Północnej i Galii. To wtedy Pelagiusz głosił, że Chrystus wcale nie przyniósł odkupienia z grzechów, a Nestoriusz twierdził, że w Jezusie mieszkały dwie osoby. Poprzez swoich legatów brał udział w soborze w Chalcedonie (451), który ustalił najważniejsze elementy doktryny chrystologicznej. W dogmatycznym liście Tomus do biskupa Konstantynopola Flawiana Leon I rozwinął naukę o dwóch naturach w Chrystusie. Sobór Chalcedoński przyjął wiarę w jednego Chrystusa w dwu naturach, obu niezmiennych i nieprzemieszczalnych, ale także nierozdwojonych i nierozdzielnych. Obie natury razem tworzyły jedną osobę. Leon przeprowadził uznanie prymatu stolicy Piotrowej zarówno przez cesarza zachodniego Walentyniana III, jak i przez Konstantynopol. Cesarz Walentynian III (425-455) ogłosił edykt postanawiający, że zarządzenia Stolicy Apostolskiej muszą być uważane za prawo; oznaczało to prymat jurysdykcyjny biskupa rzymskiego. Leon wprowadził zasadę liturgicznej, kanonicznej i pastoralnej jedności Kościoła. Za jego czasów powstały pierwsze redakcje zbiorów oficjalnych modlitw liturgicznych w języku łacińskim. Bronił Italię i Rzym przed najazdami barbarzyńców. Wyjechał naprzeciw Attyli, króla Hunów, i jego wojskom, wstrzymał ich marsz i skłonił do odwrotu (452). W trzy lata później podjął pertraktacje ze stojącym u bram Rzymu Genzerykiem, królem Wandalów. Niestety, król nie dotrzymawszy umowy złupił Wieczne Miasto. Papież był obrońcą kultury zachodniej. Jako pierwszy papież otrzymał przydomek "Wielki". Żył 70 lat, zmarł 10 listopada 461 r. w Rzymie. Został pochowany w portyku bazyliki św. Piotra. Zachowało się po nim 200 listów i 100 mów wygłoszonych do Rzymian podczas różnych świąt. Pozwalają one poznać wiedzę teologiczną papieża oraz ówczesne życie liturgiczne. W roku 1754 Benedykt XIV ogłosił go doktorem Kościoła. Jest patronem muzyków i śpiewaków. W ikonografii św. Leon Wielki przedstawiany jest w szatach papieskich i w tiarze, czasami w szatach liturgicznych rytu wschodniego lub jako papież piszący. Jego atrybutami są: księga, kielich oraz orszak z półksiężycem, któremu zastępuje drogę.