Мать Льва VI, Евдокия Ингерина, была любовницей императора Михаила III и женой кесаря Василия Македонянина. Кто был отцом Льва не известно — Василий признал его своим сыном, но относился к нему сдержанно и недоброжелательно, подозревая в нём незаконнорождённого сына Михаила III. В ночь с 23 на 24 сентября 867 года Василий Македонянин сверг Михаила III и захватил престол. В 879 году умер Константин, старший сын Василия I Македонянина, и Лев стал наследником престола. Пользуясь подозрительностью узурпатора, придворный Сантаварин донёс на Льва, будто тот собирается убить отца и носит для этого засапожный нож. На охоте Василий I попросил кинжал, и Лев вынул из сапога свой. Василевс приказал заключить наследника под стражу и ослепил бы его, но советники отговорили императора от этого.
29 августа 886 года Василий I Македонянин погиб на охоте, сказав на смертном одре, что пал жертвой заговора.
Первым делом Лев VI перезахоронил останки императора Михаила III в Константинополе, поскольку был незаконнорождённым сыном Михаила III или хотел таковым слыть. В поисках политической поддержки и стремясь подчинить церковь, он низложил патриарха Фотия и возвёл на патриаршество своего 16-летнего брата Стефана. Поскольку Стефан I умер в 893 году, Лев VI заменил его ставленником рода Заутца Антонием II, а после смерти последнего в 901 году — своим сановником Николаем I Мистиком.
Лев VI не был столь удачлив в войне как Василий I Македонянин. Он начал войну с болгарским царём Симеоном I (894) и потерпел поражение. В 894 году Лев VI пригласил мадьяр напасть на болгар с севера, но в решающей битве при Булгарофиге был разбит и ему пришлось возобновить выплату ежегодной дани Болгарии.
В 902 году арабы захватили последний оплот империи в Сицилии — Тавромений. В 904 году перешедший в ислам Лев Триполийский с арабскими пиратами разграбил Фессалоники.
По русской летописи, в 907 году русский князь Олег осаждал Константинополь и прибил свой щит на вратах Царьграда, но византийские хроники, подробно повествующие о походах руси 860 и 941 годов, не упоминают о походе Олега, поэтому многие историки склонны считать этот поход легендой.
Лев VI заключил с Олегом торговый договор от 2 сентября 911 года, являющийся первым упоминанием о Руси, как государстве. В более ранних источниках это слово служило лишь обозначением купцов и воинов с Севера.