Pochádzal zo Sicílie. Miesto a čas jeho narodenia nám nie sú známe. Takisto nevieme nič konkrétne o jeho činnosti pred zvolením za pápeža. Jeho najstarší životopisci vyzdvihujú jeho výrečnosť, znalosť latinskej a gréckej reči, obdivuhodné nadanie na spev, najmä na žalmy. Z toho sa dá predpokladať, že aspoň istý čas viedol rímsky cirkevný spevácky súbor "Schola cantorum".

Za pápeža ho zvolili po sv. Agatonovi, ktorý zomrel v januári 681. Leva II. zvolili pravdepodobne už vo februári toho istého roku. Ale keďže byzantský cisár Konštantín IV. Pogonatos (bol cisárom v r. 668-685) si nárokoval schválenie pápežskej voľby ešte pred vysviackou, Levovo nastúpenie do pápežského úradu sa oddialilo až na 17. augusta 682. Cisársky súhlas sa oneskoril aj preto, lebo v tom čase (od nov. 680 do sept. 681) sa konal v Carihrade 6. všeobecný cirkevny snem, ktorý odsúdil monoteletizmus, čiže náuku o jednej vôli v Ježišovi Kristovi. Pápežskí legáti sa vrátili z Carihradu až v júni alebo júli 682. Niesli nielen cisárom podpísané koncilové dokumenty, ale aj jeho súhlas k pápežskej konsekrácii.

Pápež Lev mal potvrdiť koncilové dokumenty svojím podpisom. Pri ich čítaní však zbadal, že na troch miestach koncil odsúdil aj pápeža Honoria I. (625-638). Ten totiž pokladal dišputy o jednej alebo dvoch vôľach v Kristovi iba za slovné hašterenie a odporúčal, aby sa vyhýbalo tomuto rozlišovaniu. Ba v liste carihradskému patriarchovi Sergiovi používal výrazy podobné výrazom hlásateľov náuky o jednej vôli, ktorú zastával alexandrijský patriarcha Kyros a ktorú snem odsúdil.

Lev II. nechcel rušiť ťažko získaný pokoj, a preto podpísal koncilové akty bezo zmeny. Západným biskupom poslal list, v ktorom označoval postup pápeža Honoria za poľutovaniahodnú nedbanlivosť. Ale ani táto pápežova ústupčivosť voči Východu nepriniesla plný súlad medzi Carihradom a Rímom. Jeden z vážnych dôvodov napätia bolo východné ponímanie cisára ako najvyššieho rozhodcu v náboženských veciach. Aj v liste Levovi II. cisár zdôrazňoval svoju zásluhu o obnovenie jednoty viery a napomínal pápeža ako vyššie postavený.

Potešiteľnejšie bolo odstránenie rozkolu medzi ravenským exarchátom a Rímom. Ravenský arcibiskup Teodor prijal rozhodnutie, že každý novomenovaný ravenský arcibiskup príde do Ríma a prijme vysviacku od pápeža. Pápež zas oslobodil ravenských arcibiskupov od platenia poplatkov za prijatie pália a od účasti na rímskych synodách.

Pápež Lev II. zomrel v lete 683. Pochovali ho v chráme sv. Petra.