Od roku 1817 do roku 1853 byl vévodou Anhaltska-Desavska, následně od roku 1847 do roku 1853 také vévodou Anhaltsko-köthenským a od roku 1835 do roku 1863 byl pánem spojeného vévodství Anhaltsko-Desavsko-Köthensko. Nakonec se od roku 1863 stal i vévodou sjednoceného Anhaltska.
Leopold se narodil v Dessau dne 1. října 1794 jako nejstarší syn Fridricha, dědičného vévody Anhaltska-Desavska, a jeho manželky, lankraběnkyAmálie Hesensko-Homburské, dcery Fridricha V. Hesensko-Homburského. Jeho otec se nikdy vévodou nestal, zemřel totiž ještě před svým otcem, Leopoldovým dědečkem; Leopoldem III. Anhaltsko-Desavským. Po smrti Leopolda III. tedy převzal veškeré tituly až jeho vnuk, právě Leopold IV. Byl znám jako milovník literatury, roku 1820 přijal na post zámeckého knihovníka v Dessau básníka Wilhelma Müllera.
Vláda
Po smrti Leopolda III. byl oficiálně 9. srpna 1817 prohlášen vévodou Anhaltsko-desavským. Leopold měl již v té době vlivné přátele, například vlivného německého státníka Christiana Rastera.
Během revoluce v roce 1848 byl dne 29. října 1848 nucen podepsat ústavu pro Dessau. Nicméně, 4. listopadu 1849 byla stejně zrušena a nahrazena novou verzí až v říjnu roku 1859.
Dne 27. listopadu 1847 zdědil vévodství Anhaltsko-Köthensko od svého vzdáleného příbuzného, vévody Jindřicha. V květnu 1853 pak s Anhaltsko-bernburskými uzavřel smlouvu, jejímž výsledkem bylo spojení těchto dvou vévodství, čímž vzniklo Anhaltsko-Desavsko-Köthensko. Po smrti jeho dalšího vzdáleného příbuzného, Alexandra Karla, dne 19. srpna 1863, zdědil Leopold i Anhaltsko-Bernbursko. 30. srpna 1863 pak oficiálně převzal titul vévoda anhaltský. Stalo se tak po více než 280 letech, jelikož Jáchym Arnošt Anhaltský (1536-1586) byl před Leopoldem IV. posledním držitelem titulu vévoda Anhaltska. Jeho titul ale nebyl dědičný, proto si jeho synové Jan Jiří, Kristián, Augustus, Rudolf a Ludvík, mezi sebou celé Anhaltsko rozdělili.
Leopold zemřel v Dessau dne 22. května 1871 ve věku 76 let, jeho následníkem se stal syn Fridrich.