Lev sa narodil okolo roku 400 v Toskánsku. Ako rímsky archidiakon bol najdôležitejším spolupracovníkom pápeža Celestína a v roku 440 ho napriek neprítomnosti – práve cestoval po Galii – jednomyseľne zvolili za jeho nástupcu.
Lev vystupňoval chápanie úradu rímskych biskupov: nástupca svätého Petra je akoby samotný Peter a túto dôstojnosť platný držiteľ úradu ani neznižuje, ani nezvyšuje. Lev veľmi dbal na uchovanie práv rímskej cirkvi proti konkurujúcim biskupským stolcom a pri príležitosti veľkých teologických sporov uplatňoval svoj pastiersky nárok.
V roku 451 listom Chalcedónskemu koncilu proti monofyzitizmu presadil cirkevnú náuku, že v jednej osobe Ježiša Krista sú zjednotené dve prirodzenosti, ľudská a božská. Konciloví otcovia aklamovali: „Skrze Leva prehovoril Peter.“
V roku 452 sa Levovi podarilo odhovoriť hunského vodcu Attilu od zničenia Ríma. Pri vandalskom kráľovi Geiserichovi v roku 455 bol menej úspešný, no plienenie Ríma bolo bez zabíjania a ohňa.
Lev, ktorý mal najväčší podiel na primáte Ríma v latinskej cirkvi, zomrel asi 60-ročný. Ako jedinému pápežovi popri Gregorovi I. mu priznali titul „Veľký“. V roku 1754 ho vyhlásili za cirkevného učiteľa.
Levova pamiatka sa slávi 10. novembra.