Han var eneste barn av hertug Frederik av Slesvig-Holsten-Sønderborg-Wiesenburg (1652-1724) og hans hustru Charlotte von Liegnitz-Brieg-Wohlau (1652–1707). Frederik reiste straks etter ekteskapet tilbake til sitt regiment i Ungarn, og besøkte kun sjeldent sin kone i Schlesien. Den 8. august 1680 lyktes det Charlotte å oppnå skilsmisse fra ektemannen. Frederik gikk med på separasjonen, men stilte som krav at sønnen Leopold skulle vokse opp med faren på Wiesenburg. Moren gikk i kloster, men Leopold rakk å besøke henne før hun døde.