교회 안팎에서 탁월한 업적을 거두면서 교회 역사상 처음으로 ‘위대한’(Magnus·大)이라는 칭호가 붙게 된 제45대 교황이다. 정치적으로나 사회적으로 불안했을 뿐만 아니라 많은 이단 사상들이 창궐하던 당시, 성 대 레오 교황은 교회 내 사목적 난제들뿐 아니라 교회 밖의 정치적·사회적 문제들을 훌륭하게 해결해냈다.

이탈리아에서 태어나 부제가 된 그는 440년경 성 식스투스 3세 교황의 뒤를 이어 교황으로 선출돼 주교품을 받고 착좌했다. 당시 마니교, 펠라기우스주의, 프리실리아누스주, 네스토리우스주의 등 이단 사상들이 창궐했다. 특히 콘스탄티노폴리스 인근 대수도원장이었던 에우티케스는 그리스도의 신성만을 인정함으로써 육화의 신비를 무시했다. 이에 성 대 레오 교황은 칼케돈공의회를 소집해 강생의 교리를 분명히 하는 교의 서간을 반포했다.

그는 정치와 외교 영역에서도 큰 업적을 남겼다. 451년 훈족이 이탈리아 로마를 침공했을 당시 발렌티누스 3세 황제의 요청에 따라 강화를 중재해 평화를 이끌어냈고, 455년 반달족 위협에서도 로마를 구해냈다. 또한 그는 성좌의 권위는 하느님과 성경에서 유래하는 명령이라며 교황권 확립에 크게 기여했다. 688년 성 세르기우스 1세 교황에 의해 교황으로서는 처음으로 성 베드로 대성당 내부 지하묘지로 옮겨 안장됐다. 1754년에는 베네딕토 14세 교황에 의해 교회박사로 선포됐다.