Вторым и уже реальным деянием папы Льва была победа над Несторием, патриархом Константинопольским, занимавшим кафедру с 428 по 431 год. Несторий проповедовал еретическое учение о том, что Иисус Христос не Бог, а только человек, удостоенный за свою святость благодати Божией и спасающий людей наставлениями и примером жизни. За это Несторий был отлучен от церкви на III Вселенском соборе, созванном по инициативе папы Льва, и умер в ссылке в 436 году.