Romain de naissance, Léon III accéda au trône pontifical malgré l'opposition de la famille de son prédécesseur, Adrien Ier (772-795), et nonobstant une vie personnelle critiquable. En butte aux attaques de ses ennemis et accusé par eux de divers crimes, il franchit les Alpes pour obtenir l'assistance de Charlemagne. Celui-ci descendit en Italie, refusa de juger le pape — qui se justifia par un serment d'innocence — et reçut à cette occasion des mains du pontife la couronne impériale, le jour de Noël de l'an 800. Léon III fut ainsi directement associé à cet événement considérable, qui lia pour longtemps l'Église et l'Empire.
Par la suite, il entretint de fort bonnes relations avec Charlemagne et eut à son égard une attitude déférente et soumise, encore qu'il n'acceptât pas de suivre l'empereur dans sa position hostile à l'Orient concernant la doctrine de la procession du Saint-Esprit (querelle du Filioque). Il fit accomplir de nombreux travaux à Rome et embellit notamment la Confession de saint Pierre. À la mort de l'empereur, les ennemis du pape s'agitèrent à nouveau dans la ville et lui reprochèrent divers méfaits. Il s'en justifia auprès du jeune roi d'Italie, […]
