Опубликовал 88 энциклик — больше, чем кто-либо из его предшественников или преемников. Ему принадлежит также рекорд долгожительства среди римских пап (прожил 93 года; папа VII века св. Агафон, возможно, жил больше ста лет, но это сомнительно).
Виченцо Джоакино Раффаэле Луиджи граф Печчи родился 2 марта 1810 в Карпьенто, около Ананьи, в богатой семье римских аристократов. Изучал философию, теологию и право в Витербо и Риме. Был необычайно способным и разносторонне образованным человеком. Писал стихи на латыни, а Данте цитировал по памяти.
В 1836 году стал доктором богословия, а также гражданского и канонического права.
14 февраля 1837 года Григорий XVI назначил его своим личным прелатом до того как он был рукоположён 31 декабря того же года. Вскоре был определён легатом в Беневенто, где принял энергичные меры, чтобы ликвидировать бандитизм. Затем он был послан в качестве нунция в Брюссель, но тридцатитрехлётний дипломат не сумел положить конец распрям, которые возникли в этой стране между иезуитами и епископатом.
Отозванный государственным секретарём Антонелли, был назначен епископом епархии в Перудже, которой управлял почти 30 лет. В 1853 получил кардинальскую шапку. Держался поодаль от римской курии, поскольку не одобрял консервативной линии, представленной кардиналом-государственным секретарем. Только во время I Ватиканского собора принял активное участие в совещаниях, выказывая разносторонние знания и знакомство с социальными и политическими реалиями тогдашней Европы.
В 1877 после смерти Антонелли Печчи был назначен кардиналом-камерленго, или управляющим папским имуществом.
Стал первым папой, избранным после объединения Италии. Специфические условия, в которых после ликвидации папского государства пришлось Льву XIII осуществлять высшую власть в католической церкви, заставили его выработать новую модель функций папы, непогрешимый авторитет которого и верховенство были признаны догматом, но границы его власти как в политической, так и во внутрицерковной сферах были в значительной степени ограничены. Первоначально намеревался покинуть Рим; но решил остаться «узником Ватикана» по совету своего государственного секретаря кардинала Рамполлы, которого считали главным творцом тогдашней папской политики. Многие ожидали, что он примирится с потерей светской власти, так как он считался противником непримиримой политики Пия IX. Лев XIII утвердил, однако, составленный конклавом протест против занятия Рима итальянцами и в своей первой энциклике потребовал восстановления светской власти.
Стремился возвысить значение папства посредством усиления и расширения влияния католической церкви не только на Западе, но и на Востоке, и смотрел на себя не как на лишённого власти светского государя, а как на главу многих миллионов католиков. Твердо держась средневекового взгляда на роль церкви, он стремился подчинить себе культурные и социальные течения; в целом ряде энциклик осуждал новую науку и новую философию, ставя им задачу подтверждать, от разума, откровенные истины и объявляя идеалом философа и ученого Фому Аквинского. Ему удалось добиться положения вождя значительной части западноевропейских консервативных элементов, чем он искусно воспользовался в интересах церкви, добившись отмены большей части постановлений против католицизма, проведенных в Германии, в период культуркампфа. Предписал французскому духовенству прекратить борьбу с республикой и этим отчасти примирил государство с церковью во Франции.
Владел французским и немецким, что позволяло ему общаться без лишних свидетелей с зарубежными дипломатами.
Личным прелатом Папы был известный немецкий историк Иоганн Янсен.
20 февраля 1903 года торжественно отпраздновал 25-летний юбилей своего избрания на папский престол; 20 июля того же года умер.
Энциклика Rerum Novarum от 15 мая 1891 года формулировала первые тезисы римско-католической социальной доктрины, которую преемники Льва XIII дополняли и модифицировали в соответствии с изменившимися социально-политическими условиями.
Его энциклика от 20 июня 1894 года Praeclara Gratulationis осуждала масонство и содержала призыв к христианам Востока (Православной церкви), и в отдельности к славянам, к единению под верховной властью «Римского Понтифика». Тезисы энциклики были богословски и исторически опровергнуты Окружным посланием Вселенского Патриарха Анфима VII и его Синода в августе 1895 года.
Его булла Apostolic? Cur?, изданная в сентябре 1896 года, утверждала полную недействительность англиканского рукоположения; была опровергнута в феврале следующего года посланием Saepius Officio, подписанном Архиепископом Кентерберийским Фредериком Темплом (Frederick Temple) и Архиепископом Йорка Вильямом Маклаганом (William Dalrymple Maclagan).
Лев XIII вместе с кардиналом Рамполлой приложили много усилий, чтобы удержать ранг католического епископата в европейских странах. Был заключён договор с Германской империей. Бисмарк получил орден Христа, а император Вильгельм II дважды посетил Льва XIII в Ватикане. Французских католиков папа склонял к примирению с республиканским строем. Лев XIII искал контактов даже с англиканами, чтобы добиться их примирения с апостольской столицей. В этот период он назначил кардиналом обращенного в католичество Джона Ньюмена (1801—1890). Хуже складывались отношения между апостольской столицей и Австрией, которая продолжала придерживаться традиций иосифизма. Дипломатическая активность государственного секретариата не увеличила авторитет папства настолько, чтобы оно могло питать надежду на восстановление папского государства. Зато она проложила путь к политической консолидации фронта христианской демократии, которая предприняла энергичные шаги в борьбе с влиянием социализма и коммунизма в рабочей среде. Из других достижений Льва XIII следует назвать возрождение философии Фомы Аквинского, которую папа считал фундаментом доктринально-теологической католической мысли, а также развитие библеистики и библейской археологии. Папа приказал открыть доступ учащимся католических учебных заведений к части церковных архивов, оставляя, однако, за собой контроль за публикацией результатов их исследований и содержанием последних. В последние годы жизни Лев XIII передал в руки кардинала Рамполлы значительную часть своих функций по руководству католической церковью.