Aussi nommé Léodegard, il naquit vers 615 en Austrasie, dans la famille des ducs d’Alsace ; sa mère, sainte Sigrade, avait pour frère l’évêque de Poitiers, Didon. Agé de dix ans à la mort de son père, il fit un court passage à la cour du roi de Neustrie, Clotaire II, avant d’être envoyé chez son oncle Didon qui acheva son éducation et le fit archidiacre. En 650, il entra à l’abbaye de Saint-Maixent, dont il devint rapidement abbé.

Erudit, il fut appelé en 656 à la cour mérovingienne par la veuve de Clovis II, la reine sainte Bathilde, pour être précepteur des enfants royaux. Il fit à cette époque abolir l’esclavage des populations gauloises. Puis, vers 660, il fut nommé évêque d’Autun ; il conseilla alors le jeune roi de Neustrie et de Burgondie, Clotaire III, jusqu’à sa mort en 673. Le trône fut alors disputé entre ses deux frères, Childéric II, soutenu par Léger, et Thierry III, dont le principal soutien était le maire du palais Ebroïn. Childéric sortit vainqueur de cette lutte, mais Léger sauva la tête d’Ebroïn, le faisant envoyer au monastère de Luxeuil.

Léger devint le principal conseiller de Childéric II, mais ne tarda pas à lui reprocher sa conduite immorale ; il tomba bientôt en disgrâce et fut lui aussi envoyé en exil à Luxeuil. Lorsque Childéric fut assassiné en 675, Léger revint dans son diocèse et se rallia au nouveau roi Thierry III. Toutefois, Ebroïn, lui aussi sorti de son exil, prit parti pour un nouveau prétendant et mit le siège devant Autun : il fit lapider le propre frère de Léger, saint Guérin.

Pour éviter un bain de sang, l’évêque Léger sortit de la ville et se rendit à ses adversaires. Ebroïn lui fit arracher les yeux, les lèvres et la langue. Léger supporta ces supplices en priant : « Je vous rends grâces, ô Dieu tout-puissant, d’avoir daigné glorifier en ce jour votre serviteur. » Il survécut pendant neuf jours dans la forêt ; puis fut recueilli à l’abbaye de Fécamp, où il recouvra miraculeusement l’usage de la parole et où il séjourna deux ans.

Entre-temps, Ebroïn s’était rallié à Thierry et avait retrouvé sa place de maire du palais. Il fit comparaître Léger devant plusieurs tribunaux, l’accusant de complicité dans le meurtre de Childéric II ; partout Léger protesta de son innocence, et il ne fut jamais condamné. Fou de rage, Ebroïn ordonna de faire exécuter Léger. Le meurtre se déroula dans la forêt d’Yveline, le 2 octobre 678 : Léger, après avoir béni ses bourreaux, fut décapité. La sainteté du martyr fut proclamée par un concile d’évêques réuni en 681.