Leopold var en stærk tilhænger af Oplysningstidens ideer og gennemførte adskillige reformer i sit fyrstendømme, der gjorde Anhalt-Dessau til en af de mest moderne og fremgangsrige tyske småstater.
I 1751 døde begge hans forældre (moderen den 20. april og faderen den 16. december), og den 11-årige Leopold blev fyrste af Anhalt-Dessau med sin onkel, Prins Dietrich, som regent. Som traditionen bød indenfor Huset Askanien, trådte han ind i den preussiske hær. Efter Slaget ved Kolín i 1757 fik han imidlertid så negativt et indtryk af krigens væsen, at han udtrådte af hæren og erklærede Anhalt-Dessau for neutralt.
Regeringstid
I 1758 blev han erklæret for myndig og overtog regeringen i fyrstendømmet.
I 1806 blev han inviteret til Paris af Napoleon, der var imponeret af hans ry. Den 18. april1807 tiltrådte han Rhinforbundet som en af de sidste tyske fyrster.
I 1807 blev fyrstendømmet Anhalt-Dessau ophøjet til hertugdømme, og Leopold 3. blev den første hertug af Anhalt-Dessau. Han modtog titlen ved at betale en betragtelig sum penge til kejseren kort før opløsningen af det Tysk-romerske rige i 1806, ligesom hans slægtning, fyrsten af Anhalt-Bernburg, havde gjort før ham.
Heinrich Dilly, Holger Zaunstöck (Udg.): Fürst Franz. Beiträge zu seiner Lebenswelt in Anhalt-Dessau 1740–1817. Halle 2005, ISBN3-89812-319-7.
Kaevan Gazdar: Herrscher im Paradies: Fürst Franz und das Gartenreich Dessau-Wörlitz. Aufbau Verlag, Berlin 2006, ISBN3-351-02633-1.
Erhard Hirsch: Die Dessau-Wörlitzer Reformbewegung im Zeitalter der Aufklärung. Personen - Strukturen - Wirkungen. (Hallesche Beiträge zur Europäischen Aufklärung, 18). Niemeyer, Tübingen 2003, ISBN3-484-81018-1. (überarbeitete Fassung der Phil.Diss. Halle 1969)
Holger Zaunstöck (Udg.): Das Leben des Fürsten. Studien zur Biografie von Leopold III. Friedrich Franz von Anhalt-Dessau (1740–1817). Halle 2008, ISBN978-3-89812-492-8.