El 813 va estar present a la Batalla d'Adrianòpolis contra els búlgars, de la qual va salvar la vida fugint. A la tornada va fer pagar la derrota a la indecisió de Miquel I Rangabé, a més una part de l'exèrcit ja estava en contra d'aquest emperador per la influència que exercia sobre ell l'emperadriu Procòpia. La gent de Lleó el va proclamar emperador acusant a Miquel de covardia; Lleó va fingir no acceptar fins que Miquel (el futur Miquel II) li va posar la corona al cap. Lleó va aprofitar el descontentament per assolir la corona després de l'abdicació de l'anterior l'11 de juliol. Per tal de prevenir futures usurpacions va fer castrar els fills de Miquel.