到一个月的时间，他的身体就撑不住了，临终前下达皇帝旨意，由他唯一的儿子君士坦丁六世继皇帝位，由于君士坦丁六世才十岁，他又任命伊琳娜为君士坦丁六世的唯一监护人，在君士坦丁六世成年之前，由伊琳娜全权处理国事。
利奥四世是一个很有才能和远见抱负的皇帝，但他接手皇帝位之时，东罗马帝国内部已经糜烂不堪，他在位五年时间，经过一番努力还是做出了一些成绩，至少扭转了帝国的颓势，他有过失，但也有功绩，驾崩时才满三十岁，在皇帝之位上只有五年。
消息很快从君士坦丁堡传到了新京，赵子良得知后叹道：“东罗马帝国从今之后很长一段时间之内只怕都是伊琳娜的天下了，西方历史上第一个女帝的时代来临！”