Era stato nominato cardinale da Sergio II. Appena eletto papa, provvide a difendere Roma minacciata dai Saraceni, cingendola di robuste mura. Seguì il disegno di Leone III di costruire una città presso la chiesa di S. Pietro, e quella città, o sobborgo di Roma, prese il nome di Leonina. Nell'849 i Saraceni comparvero alla foce del Tevere, ma le opere di difesa ivi costruite e l'aiuto dei cittadini di Amalfi, Napoli e Gaeta, uniti ai romani, valsero a tenerli lontani. Tornati più tardi i Saraceni ad infestare le coste, Leone raccolse gli abitanti dell'antica Centumcellae in una nuova città della quale iniziò la costruzione e a cui diede il nome di Liopoli. Ma essi ritornarono poi alla loro antica sede, che da allora si chiamò Civitavecchia.