テオドシオス3世
しかし、レオンは交渉によってアモリオンを包囲した部隊を撤退させることに成功した。そしてアルタバスドスと同盟して帝位を宣言すると速やかにコンスタンティノープルへの進軍を開始し、最初にニコメディアを占領した。レオンはそこで他の高官たちとともにいたテオドシオス3世の息子を発見すると拘束し、その後クリュソポリスへ向かった。テオドシオス3世は息子が捕らえられたことを知ると総主教のゲルマノスやビザンツ帝国の元老院と協議を行い、自身の身の安全と教会の秩序を乱さないことを条件に退位し、レオンを皇帝として認めることに同意した。
ジョン・バグネル・ベリーは、コンスタンティノープルの有力者たちはテオドシオス3世にはアラブの脅威に対処するための十分な能力がないとしてレオンに味方したが、そのような事情がなければ自分たちを政治的に弱体化させるとは考えにくい無害なテオドシオス3世に味方したかもしれないと述べている。また、アラブの脅威がなければテオドシオス3世が政権を維持し、宮廷の役人や有力者たちの統制下に置かれた名目的な皇帝がその後も続いたであろうと主張している。一方で小林功は、レオンの支持の獲得と政権交代に結びついた要因として、アラブ軍がコンスタンティノープルに迫る緊迫した状況下で有能な軍人が求められていたためにテマ・オプシキオンも軍事経験を欠くテオドシオス3世ではなくレオンを支持せざるを得なかった点や、レオン自身もアナスタシオス2世によってテマ・アナトリコンのストラテゴスに任命され、アナスタシオス2世を支持していたことから、アナスタシオス2世の政権を支えていたコンスタンティノープルの有力者にとってもレオンが受け入れ易い人物であった点を挙げている。