Våren 847 ble Roma igjen angrepet av sarascenere, og Leo måtte organisere forsvaret samtidig som han var ansvarlig for å sørge for at skadene fra forrige angrep ble reparert. Keiserens tropper hadde i august 846 kommet for sent til å stoppe sarascenerne som hadde seilt opp Tiberen, og selveste Peterskirken var en av mange kirker som hadde blitt plyndret. Lothar I befalte at bymuren skulle forsterkes, og Leo satte igang dette arbeidet. Blant forsvarverkene som ble reist var murene rundt Vatikanet, et festningsanlegg som fikk navnet «Den leoninske by» (). De ble innviet under en stor seremoni 27. juni 852.