Leo werd ca. 401 nC geboren in Thracia of Dacia. Voordat hij keizer werd, trouwde hij met Verina; hij kreeg van haar drie kinderen. Ariadne werd voor zijn keizerschap geboren; een tweede dochter Leontia werd in 457 geboren en een zoon stierf vijf maanden na zijn geboorte in 463. Ariadne trouwde met de latere opvolger van Leo, Zeno, terwijl Leontia trouwde met de zoon van Anthemius, Marcianus (genaamd naar de schoonvader van Anthemius, keizer Marcianus).
Leo begon als militair en hij had in 457 de rang van tribuun bereikt. Na de dood van keizer Marcianus werd Leo tot keizer uitgeroepen, waarschijnlijk met de steun van de magister militum, Aspar. Hierbij werd de schoonzoon van Marcianus, Anthemius, gepasseerd. Leo's kroning op 7 februari 457 is de eerste waarvan bekend is dat zowel de patriarch van Constantinopel als de senaat en het leger een vinger in de pap hadden. Leo stierf in 474 op 73-jarige leeftijd aan dysenterie. Hij werd opgevolgd door zijn zoon Leo II.
Het vredesverdrag dat Theodosius II had gesloten met de Perzische Sassaniden, bleef van kracht. Er bleven drie andere politieke problemen over: de Balkan, de Vandalen en het West-Romeinse Rijk. Met de desintegratie van het Hunnenrijk na de dood van Attila trokken twee Gotische groepen onder Theodorik Strabo en Valamir de Balkan in. Gevechten met Valamir in de westelijke Balkan in 459 leidden tot een vredesverdrag met de Romeinen die geld gaven in ruil voor vrede en gijzelaars. In dezelfde tijd migreerden nieuwe groepen, Avaren, Slaven en Bulgaren naar het gebied ten noorden van de Donau. Dit veroorzaakte druk op de romeinse troepen bij de Donau. Veldtochten werden door Leo georganiseerd tegen de Hunnen die o.l.v. de opvolger van Attila, Dengizech, stonden. De Goten die door Theodorik Strabo werden geleid, (hij was in 473 tot magister militum benoemd) bereikten een dominante positie in de oostelijke Balkan. Zijn succes bedreigde de Goten van Theodorik, zoon van Valamir, die vlak voor de dood van Leo naar het oosten trokken om Strabo uit te dagen.Buiten de Balkan vormden de Vandalen een groot probleem en in 468 werd een groot romeins offensief over land en zee tegen hen georganiseerd. Maar deze expeditie mislukte volledig. Leo had grote invloed in het West-Romeinse rijk en keurde Ricimer's keuze van Maiorianus tot keizer eerst niet goed ofschoon hij hem tot legeraanvoerder had benoemd. In 467 zond Leo Anthemius, die getrouwd was met de dochter van de vroegere keizer Marcianus, als keizer van het westen. In 474 zond Leo na de dood van Olybrius een expeditie onder Iulius Nepos naar Italië om Olybrius opvolger, Glycerius, te verdrijven.