3. Oktober 1797  (Florenz) – 29. Januar 1870 (Rom) 

Der Vater Ludwig Salvators wurde als zweiter Sohn des Großherzogs Ferdinand III. und dessen erster Gemahlin Luisa Maria von Neapel-Sizilien im Palazzo Pitti von Florenz geboren.  

Im März 1799 marschierten die Truppen des revolutionären Frankreich in die Toskana ein, was die großherzogliche Familie zur Emigration nach Wien, Salzburg und zuletzt nach Würzburg zwang. Nach dem Fall Napoleons und dem Wiener Kongress kehrte er 1814 als 17-Jähriger in die Toscana zurück.  Drei Jahre später ehelichte er Prinzessin Maria Anna von Sachsen und trat er am 18. Juni 1824 als neuer Großherzog die Nachfolge seines verstorbenen Vaters an. Nach dem überraschend frühen Tod seiner geliebten ersten Frau heiratete er am 7. Juni 1833 Prinzessin Maria Antonia von Neapel-Sizilien. Sie gebar ihm innerhalb von achtzehn Jahren zehn Kinder, wovon sechs das Erwachsenenalter erreichten.

Die Revolutionen von 1847/1848 im Rahmen des Risorgimentos bewogen ihn, am 15. Februar 1848 eine Verfassung zu erlassen. Sie genügte den radikalen Kräften in der Bevölkerung jedoch nicht, die die österreichische Herrschaft vollständig beseitigen wollten.

Leopold II. verließ daraufhin im Februar 1849 das Land und eine provisorische republikanische Regierung wurde gebildet, die sich kurzzeitig mit der zur selben Zeit im Kirchenstaat etwa fünf Monate lang bestehenden revolutionären Römischen Republik verbündete. Bereits im April wurde der Versuch einer republikanischen Demokratie in der Toskana durch eine von österreichischen Truppen initiierte Konterrevolution niedergeschlagen und der Großherzog konnte zurückkehren. Im April 1859 versuchte eine Volkserhebung ihn zu zwingen, sich dem Königreich Sardinien-Piemont im Sardinischen Krieg gegen Österreich anzuschließen. Da sich Leopold II. gegenüber Österreich zur Neutralität verpflichtet hatte, verließ er am 27. April mit seiner Familie die Toskana und dankte am 21. Juli 1859 in Bad Vöslau bei Wien zu Gunsten seines Sohns Ferdinand IV. aus zweiter Ehe ab. Ferdinand regierte das Großherzogtum jedoch nicht mehr, da sich die Toskana nach einer Volksabstimmung 1860 dem Königreich Sardinien anschloss und damit die Herrschaft des Hauses Habsburg-Lothringen-Toskana endete.

1859 bezog die großherzogliche Familie zunächst das seit Ferdinand III. im Familienbesitz befindliche Schloss Schlackenwerth bei Karlsbad als Exilsitz. Die dortige Bevölkerung trat ihm mit großem Respekt und Achtung entgegen und ersuchte, ihn zum Bürgermeister zu wählen. Leopold nahm dieses Amt an und verschönerte in seiner Amtszeit eine Reihe von Bauten. Auch das wegen Baufälligkeit geschlossene Museum wurde wieder eröffnet. Auf seinen Wunsch hin konnten nun Kinder mittelloser Eltern die Schule besuchen. Im Jahr 1866 vernichtete ein Brand beinahe sein Werk, der großherzogliche Bürgermeister griff jedoch auf sein Privatvermögen zurück, um die ärgsten Schäden beheben zu lassen.

Bereits 1860 hatte Leopold II. die böhmische Kammerherrschaft Brandeis (Brandýs), eine alte Habsburger-Domäne und beliebtes Jagdschloss des einst in Prag residierenden Kaisers Rudolph II., ersteigerte und diente diese Besitzung fortan seiner Familie als Hauptsitz. Schloss Schlackenwerth wurde weiterhin als Sommerresidenz genützt. 

Nachdem sich die politische Situation in Italien einigermaßen beruhigt hatte, reiste er im November 1869 mit seiner Gattin auf einer Wallfahrt nach Rom, wo er in der Nacht zum 29. Januar 1870 starb. Sein Leichnam wurde später in die „Toskana-Gruft“ der Kapuzinergruft in Wien überführt.