Sus estudios incluyeron vasta instrucción para tocar varios instrumentos (especialmente clavicordio, violín y flauta dulce) y composición, probablemente de manos de Antonio Bertali y Markus y Wolfgang Ebner, el último de los cuales guardó una colección de sus primeras composiciones, "Spartitura compositionum sacrae regiae maiestatis Hungariae, Leopoldi I", compuesta y copiada entre 1655 y 1657. Cuando murió Fernando IV, el hijo mayor y sucesor de Fernando III, sin embargo, Leopoldo ascendió a los tronos reales de Hungría (1655) y Bohemia (1656) y a la muerte de su padre fue coronado Santo Emperador Romano  el 18–19 de julio de 1658. Para asegurar la sucesión contrajo tres matrimonios: en 1667 con Margarita Teresa de España (1651–73), en 1673 con Claudia Felicitas de Tyrol (1653–76) y en 1676 con Eleonora Magdalena Theresia del Palatinado (1655–1720), quién dio a luz a sus sucesores, Jose I y Carlos VI.

Leopoldo I como Acis en "La Galatea" (1667, por Jan Thomas van Ieperen)

Relatos contemporáneos de Leopoldo I enfatizan aspectos y hábitos de su personalidad, como su profunda religiosidad, reflejada en su defensa tenaz de la Iglesia católica romana y penetrando toda la vida de la corte; su amor por las actividades al aire libre como cazar y funciones al aire libre de varios tipos; su conocimiento de por lo menos cuatro idiomas y su habilidad en poesía italiana; y su amor y excelencia en la música. Como político confió excesivamente en el consejo de sus consejeros y fue fuertemente influenciado por el clero de la corte. Kann, comparándolo con su primo Luis XIV, lo caracterizaba como  irresoluto en acción pero tenaz en la defensa del statu quo, estrecho y sin embrago con una mente artística, sin dinero y amante del esplendor, sencillo, ni heroico ni guerrero, era de hecho la verdadera antítesis de su primo antagonista más brillante.

Para la historia de la música, Leopoldo I es significativo como un gran patrocinador  y como compositor. Considerando los severos problemas políticos internos y externos durante su reinado (incluyendo el sitio de Viena por las fuerzas otomanas en 1683 y las campañas subsecuentes para aliviar la amenaza turca, los esfuerzos por afianzar las fronteras occidentales del imperio contra las invasiones francesas, la Contra reforma artificialmente prolongada y la gran plaga de 1679–80), es sorprendente encontrar un auge cultural inédito en la corte de Habsburgo y en el corazón del imperio en general.

Construyendo sobre los fundamentos dejados por sus predecesores (sobre todo Fernando III), Leopoldo amplió considerablemente  la institución musical de la corte –la Hofkapelle imperial– continuó empleando a los músicos italianos, entre ellos los compositores Antonio Bertali, Giovanni Felice Sances, Antonio Draghi, Giovanni Bononcini, Marco Antonio Ziani y Francesco Conti, pero también utilizando talento nativo, incluyendo los compositores Johann Heinrich Schmelzer, Johann Kaspar Kerll, Ferdinand Tobias Richter y Johann Joseph Fux.

Edición discográfica con una obra de Leopoldo I

Aunque no descuidó la música de iglesia o la música instrumental independiente, su interés principal estaba en la música dramática. Fuera de la corte este interés puede verse en su estímulo al drama Jesuita, probablemente por razones tanto religiosas como artísticas. En la corte florecieron la música secular y la dramática sacra. Entre 1658 y 1705 se presentaron más de 400 composiciones dramáticas allí: óperas y obras dramáticas seculares más cortas durante el Carnaval y como celebraciones de cumpleaños y onomásticos de los miembros de la familia imperial así como en otras ocasiones importantes de la corte; y oratorios y sepolcri principalmente en Cuaresma, especialmente para conmemorar la Pasión en jueves y viernes santo.

Como compositor, Leopoldo I contribuyó con un gran número de obras al repertorio realizado en la corte. En estilo siguen la tradición veneciana como la que se veía sobre todo en compositores activos en Viena, como Antonio Bertali y Antonio Draghi. Las composiciones más exitosas de Leopoldo son sin duda sus obras litúrgicas. En ellas combinó técnicas policorales, de estilo concertato, y escritura melódica de gran efecto influenciada por las características de la monodia para producir obras sustanciales –sobre todo la "Missa angeli custodis", el "Requiem" para su primera esposa, y las tres lecciones para el entierro de su segunda esposa– que lo proclaman no como un simple diletante aristocrático, sino como un compositor talentoso y exitoso. También dirigió desde el clavicordio en 1669 una representación privada de "Chi più sà manco l'intende" de Draghi.