Легатура Медичи началась с успеха, которым стала официальная ратификация папской буллы об абсолютной власти самим королем. Тем самым был открыт путь для реализации главной цели Алессандро — ограничения влияния при дворе Генриха IV французских протестантов, называемых гугенотами, и восстановления в стране церковной дисциплины, ослабленной религиозными войнами. Кардинал в течение двух лет прекрасно справлялся с доверенным ему заданием, хотя и не сумел добиться полного принятия во Франции постановлений Тридентского собора. Активность его в этой области увенчалась участием в торжествах, устроенных в 1598 году герцогом Савойским Карлом Эммануилом в Тойоне, во время которых католическую веру приняли 2300 жителей окрестностей Шабли. Они отвернулись от протестантизма в результате действий Франциска Сальского, который за четыре года сумел вернуть католицизм на эти территории. Однако полностью изгнать гугенотов из сферы общественной жизни не удалось, поскольку 13 апреля 1598 года король издал Нантский эдикт, гарантировавший им ограниченную свободу вероисповедания. Дипломатическая деятельность Алессандро в качестве легата закончилась полным успехом. Невзирая на препятствия со стороны Англии и Нидерландов, он успешно провел переговоры о заключении мира между Францией и Испанией, прекратившего военные действия, продолжавшиеся с 1598 года. Пункты мирного договора от 2 мая 1598 года означали укрепление позиции Франции и конец мечтаний Испании о европейском господстве. Король Филипп II обязался признать власть Генриха IV и вывести войска из Франции.

По возвращении в Италию Алессандро получил от Папы назначение префектом Конгрегации по делам епископов и орденов. В 1600 году он получил приход в Альбано. Через пять лет, когда умер Климент VIII, Алессандро (уже в четвертый раз) принял участие в конклаве. Среди собравшихся кардиналов сформировались три главные фракции: испанская, французская и итальянская. Испанцам удалось заблокировать выбор самого серьезного претендента, историка Чезаре Баронио, который до этого противостоял испанскому влиянию в Италии. Однако глава итальянской фракции кардинал Альдобрандини заключил соглашение с французами. Те, в свою очередь, поддерживали кандидатуру Алессандро. Ее предложил король Генрих IV Бурбон, который помнил легата и его роль в заключении выгодного для Франции Вервенского мира. К тому же жена Генриха IV Мария Медичи происходила из этой семьи. По слухам, Генрих истратил 300 тысяч экю на поддержку Медичи, однако тот уже несколько лет считался вероятным кандидатом. Официальный протест против такой возможности, выраженный в 1601 году королем Испании Филиппом III, как и протест испанских кардиналов, помешали не сильно, и 1 апреля 1605 года семидесятилетний Алессандро Оттавиано Медичи официально занял престол святого Петра как Лев XI. В Пасхальное воскресение 10 апреля состоялась инаугурация нового Папы. В тот же самый день после торжественного прибытия в папский дворец на Латеранском холме Лев XI тяжело заболел, скорее всего воспалением легких. Он умер 27 апреля 1605 года, понтификат его продолжался неполный месяц.

Оценить понтификат Льва XI затруднительно. По всей вероятности, он был бы таким Папой, каким он был кардиналом: всецело поглощенным защитой дела Церкви и опытным дипломатом, не забывавшим об интересах своей семьи. Забота о них имела, впрочем, для него свои границы, о чем свидетельствует такой анекдот. Папа не назначал кардиналов принципиально. И вот, рассказывают, когда он уже лежал на смертном одре, некоторые члены курии уговаривали его назначить кардиналом своего кузена Оттавиана. Папа, однако, отказал, мотивируя это нежеланием испортить свою репутацию обвинениями в непотизме, даже отослал исповедника, который тоже поддерживал кандидатуру Оттавиана. Лев XI обещал оказать поддержку императору Рудольфу II в войне с османской Турцией. Кроме того, он освободил римлян от некоторых налогов. Известно также, что он планировал созвать комиссию по урегулированию вопросов по проведению конклавов…

Он был похоронен в ватиканской базилике. На его надгробии выгравирована надпись: «Magis ostensus quam datus» («Больше обещал, чем дал»).

Папа Пий IV на смертном одре. Витраж, Дж. Цуккаро, музей Дуомо, Милан

1519–1574. Козимо I Великий