Svätý Lev IV. bol pápežom od 10. apríla 847 do svojej smrti 17. júla 855. Jeho pontifikát bol významne poznačený potrebou brániť Rím a kresťanskú Európu pred nájazdmi Saracénov (moslimských nájazdníkov zo severnej Afriky).
Narodil sa v Ríme okolo roku 800 ako syn Radoalda. Vzdelanie získal v benediktínskom kláštore svätého Martina pri Bazilike svätého Petra. Pápež Gregor IV. ho vymenoval za subdiakona a jeho predchodca Sergius II. ho povýšil na kardinála-kňaza s titulárnym kostolom Santi Quattro Coronati.
Po smrti Sergia II. bol Lev jednomyseľne zvolený za pápeža. Kvôli naliehavej hrozbe saracénskeho útoku bol konsekrovaný 10. apríla 847 bez toho, aby čakal na tradičné potvrdenie od cisára Lotara I., čo však neskôr nebránilo dobrým vzťahom s cisárskym dvorom. Bezprostrednou úlohou nového pápeža bolo napraviť škody spôsobené saracénskym vyplienením Baziliky svätého Petra a svätého Pavla za hradbami v roku 846 a zabezpečiť mesto pred ďalšími útokmi.
Najväčším a najtrvalejším dielom Leva IV. bolo vybudovanie rozsiahlych hradieb okolo Vatikánskeho pahorku, ktoré uzavreli oblasť Baziliky svätého Petra a priľahlých budov. Táto opevnená štvrť dostala na jeho počesť názov „Civitas Leonina“ (Leonské mesto). Hradby boli financované z pápežských zdrojov, cisárskej pomoci a príspevkov z Franskej ríše. Pápež tiež posilnil existujúce hradby Ríma a obnovil viaceré poškodené kostoly.
Okrem stavebnej činnosti preukázal Lev IV. aj vojensko-organizačné schopnosti. V roku 849 zorganizoval námornú ligu spojených flotíl Ríma, Neapola, Amalfi a Gaety, ktorá v rozhodujúcej bitke pri Ostii porazila saracénsku inváznu flotilu a zabránila tak ďalšiemu útoku na Rím. Táto udalosť bola neskôr zvečnená slávnou freskou Raffaela vo Vatikánskom paláci.
V cirkevnej oblasti Lev IV. predsedal dvom rímskym synodám (850 a 853), ktoré sa zaoberali otázkami cirkevnej disciplíny a odsúdili vzdorovitého kňaza Anastázia (neskoršieho protipápeža Anastázia Knihovníka). Udržiaval dobré vzťahy s franskými panovníkmi; v roku 850 korunoval Ľudovíta II., syna cisára Lotara I., za spolucisára. Bol známy svojou zbožnosťou a pripisuje sa mu aj zázrak uhasenia požiaru v rímskej štvrti Borgo znamením kríža (udalosť známa ako „Požiar v Borgo“, tiež zobrazená Raffaelom).
Pápež Lev IV. zomrel 17. júla 855 a bol pochovaný v Bazilike svätého Petra. Je uctievaný ako svätý pre svoju energiu pri obrane Ríma, pastoračnú horlivosť a osobnú zbožnosť. Jeho liturgická pamiatka sa slávi 17. júla.