Nacido en el seno de una familia de notables funcionarios y educado bajo la tutela del Obispo de Toul, Brunone tuvo una carrera eclesiástica fulgurante que comenzó a los dieciocho años como canónigo y continuó con su consagración como obispo de Toul en 1027. Este nombramiento llegó tras haber cumplido con las costumbres bélicas de su tiempo, liderando a caballeros germanos en batalla por obediencia a su rey y a su obispo. Tras gobernar su diócesis durante veinticinco años, fue elegido para suceder al Papa Dámaso II, pero su integridad le llevó a rechazar la imposición imperial de Enrique III; solo aceptó la cátedra de Pedro bajo la condición de ser elegido libremente por el clero y el pueblo romano, tomando entonces el nombre de León IX.

Su pontificado, aunque breve, fue revolucionario y dinámico. A diferencia de sus predecesores, León IX decidió no permanecer estático en Roma y se convirtió en un Papa peregrino que viajó por Italia, Alemania, Francia y Suiza para reformar la Iglesia en persona. Dedicó sus esfuerzos a combatir con firmeza la simonía y a restaurar la disciplina del celibato, enfrentándose a costumbres muy arraigadas en la Edad Media. Sin embargo, su papado también estuvo marcado por graves dificultades políticas y militares, como la derrota de su ejército de voluntarios ante los normandos en la batalla de Civitate en 1053.

El capítulo más trascendental y doloroso de su gobierno fue la ruptura definitiva con la Iglesia de Oriente. Las tensiones con el Patriarca de Constantinopla, Miguel Cerulario, se agravaron debido a diferencias litúrgicas y, sobre todo, dogmáticas respecto a la Santísima Trinidad y la procedencia del Espíritu Santo del Padre y del Hijo, una fórmula que Oriente consideraba una desviación del monoteísmo original. La intransigencia de ambas partes culminó en excomuniones mutuas que formalizaron el Cisma de Oriente, dividiendo a la cristiandad entre la Iglesia Católica romana y la Iglesia Ortodoxa.