Так как к 1711 году умерли все его старшие братья, Леопольд готовился к своей будущей роли как правящий герцог Лотарингский. Уже в девять лет начал военное обучение, будучи зачисленным в 1-й пехотный полк Австрийской империи.
В 1723 году он был отправлен в Вену, чтобы находиться при Императорском дворе под присмотром двоюродного брата по отцовской линии — Карла VI. С начавшейся в стране эпидемии оспы вернулся в родной Люневиль, где очень быстро заразился и умер 4 июня1723 года, не оставив наследников. Был награждён орденом Золотого руна.[2]
Леопольд Клеменс был похоронен в Герцогском склепе церкви кордельеров в Нанси. Его младший брат Франц стал новым наследным принцем, впоследствии — римским императором.