Tras ser ordenado sacerdote, su primo, el gran duque de Toscana Cosme I, le envió como embajador ante el papa Pío V, permaneciendo en ese puesto quince años, hasta la muerte del pontífice (1572).

En su elección tuvo singular importancia el apoyo financiero de 300 000 escudos que el rey francés Enrique IV prestó.

Falleció en un momento, precisamente, en que Europa entraba en nuevos tiempos de conflictos y controversias religiosas.

Su trabajo consistió en mantener buenas relaciones entre Enrique IV y Roma, además de restablecer la paz con el rey español Felipe III.

[1]​ León XI fue enterrado en la basílica de San Pedro, donde Alessandro Algardi le erigió un suntuoso mausoleo por orden del cardenal Ubaldini.