Zur Linderung der Not ließ er alle Getreidespeicher durchsuchen. Dabei wurden in den Vorratskammern der zumeist adeligen Reichen riesige Getreidemengen entdeckt, die das gesamte Land mit Brot versorgen konnten. Er befahl den Kornhändlern, das Getreide sofort zu verkaufen, und gab später den Getreidehandel frei. Zugleich brachte er große Summen auf, um im Ausland zusätzliches Getreide zu kaufen. Die Proteste der Gutsbesitzer und Kirchenfürsten ließen ihn dabei kalt. Die Folge dieser Maßnahmen war, dass es in der Toskana in Leopolds 25-jähriger Regierungszeit trotz mancher schlechten Ernte keine Hungersnot mehr gegeben hat.
Schon stand die erste Konfrontation mit Joseph bevor. Nach dem Tod des Vaters war Joseph zum Römisch-Deutschen Kaiser ausgerufen worden, da dieser Thron den Statuten nach nur Männern zustand und während der Regierung Maria Theresias nicht unbesetzt bleiben sollte. Die erste Tat des neuen Kaisers war die Rückführung des Privatvermögens des verstorbenen Kaisers an die Staatskasse. Franz Stephan hatte, wie bereits erwähnt, ein riesiges Vermögen erworben, das zu einem erheblichen Teil aus gewaschenem Geld und Waffengeschäften mit Freund und Feind stammte. Zwei Millionen Gulden dieses Kapitals waren in der Toskana angelegt und gehörten somit dem jeweiligen Regenten, nach Kaiser Franz Stephan also Sohn Leopold.
Joseph war allerdings der Auffassung, dass ihm als Alleinerben des Vaters auch das toskanische Kapital zustehe und forderte Leopold auf, das Geld unverzüglich nach Wien zu überweisen. Leopold, der die Summe zur Bekämpfung der Hungersnot brauchte, widersetzte sich zwar nicht, ließ sich aber Zeit. Die Verzögerung wurde von Joseph mit Missfallen als Zeichen von Unbotmäßigkeit registriert und verstimmte ihn ebenso wie Maria Theresia. Diese ließ allen Beteiligten, auch Leopolds Ministern Botta und Thurn, eine schriftliche Rüge zukommen, woraufhin Letztgenannter der Überlieferung nach vor Kummer und Schrecken gestorben sein soll.
Der finanzielle Aderlass hinderte Leopold nicht daran, die Probleme seines Landes ernsthaft anzugehen. Bereits im Oktober und November 1766 wurden erste Vorbereitungen zu Reformen getroffen, welche die uneinheitliche Verwaltung des Großherzogtums reorganisieren und zentralisieren sollten. Beim Aufbau der Gemeindebehörden und der Zentralstelle schuf Leopold, quasi als Nebenprodukt, ein absolut gerechtes Steuersystem und ein Gerichtswesen, das allen Staatsbürgern gleiche Rechte gab. Damit avancierte die Toskana zum Land ohne Klassenjustiz. Leopolds nächstes Großprojekt war die radikale Abschaffung von Handelsprivilegien zugunsten des Freihandels. Dazu forderte er am 26. November 1766 ein wirtschaftliches Gutachten an. Er rief eine Kommission ins Leben, die den Auftrag hatte, einen Rapport über den Umfang des Exports und Imports und über den Zustand der Landwirtschaft, des Bodenertrages und des Viehbestandes zu erstellen. Die Hindernisse für die Steigerung der landwirtschaftlichen Produktion sollten erfasst und Vorschläge gemacht werden, diese zu beseitigen. Auch sollten der Zustand des Gewerbes und der Fabriken, die Anzahl der Beschäftigten, die Höhe des Kapitals und des Gewinns sowie die Absatzmärkte genau beschrieben werden.
Der Neunzehnjährige erwies sich als blendender und unermüdlicher Organisator, der vor keinen Schwierigkeiten zurückschreckte. Bei der Vorbereitung seiner Reformen bezog er sogar die Gegner seiner Pläne mit ein und versuchte, breite Akzeptanz herzustellen. So fanden bei ihm auch die Gegenargumente Gehör. In zahlreichen Schriften von Neri, Cennini und anderen Beratern wurde das Für und Wider des Freihandels ausführlich besprochen.
Danach wurden die Erneuerungen stufenweise erprobt, bis sie endgültig in Kraft traten. Am 18. September 1767 trat als erste Stufe zum allgemeinen Freihandel Leopolds epochales Getreidegesetz in Kraft. Es besagte, dass sämtliche Steuern auf Brot und Mehl aufgehoben wurden und dass Herstellung und Verkauf nicht eingeschränkt werden durften. Gleichzeitig wurden die Monopole abgeschafft. Binnenzölle und Ausfuhrzoll auf Brot und Getreide wurden ebenfalls aufgehoben. Als nächster Schritt wurde eine Behörde etabliert, die den Auftrag hatte, über die Einhaltung des neuen Gesetzes zu wachen. Diese Handlungsweise steht in schroffem Gegensatz zum Regierungsstil Josephs, der sich überhaupt nicht um die Durchführung seiner vielen Gesetze und Dekrete kümmerte.
Im Jahre 1771 wurde Leopolds Getreidegesetz erweitert, indem auch der Einfuhrzoll auf ausländisches Getreide wegfiel. Schließlich wurde im Sommer 1775 der Getreidehandel uneingeschränkt freigegeben. Die ebenfalls sorgfältig vorbereitete Aufhebung der Generalpacht 1768 und das Amortisationsgesetz von 1769 gaben der neuen Wirtschaftspolitik ein solides Fundament.
Im Jahre 1770 setzte Leopold seine Reformen mit der Reorganisation der Verwaltungsstruktur, der Justiz und des Polizei-, Schul- und Armenwesens fort. Er vereinfachte die Bürokratie, gab den Gemeindebehörden größere Selbständigkeit, trennte die Gewalten der Justiz und Polizei, reorganisierte die Bildungspolitik und arbeitete auf eine staatliche Unterstützung für unverschuldet arm Gewordene hin. Große Anstrengungen ließ er der Verbesserung der medizinischen Versorgung der Bevölkerung angedeihen, indem er öffentliche Spitäler modernisieren und neue Krankenhäuser bauen ließ. Am 23. Januar 1774 wurde ein Gesetz erlassen, dass Geisteskrankheit als Krankheit zu behandeln sei, eine Sensation in der damaligen Welt.
Allmählich humanisierte er das Strafrecht, wobei er bei seinen Polizeichefs starke Widerstände zu überwinden hatte. Zunächst wurden die Zustände in den Gefängnissen verbessert, danach ging es in langsamen Schritten weiter, bis endlich 1786 die Folter und die Todesstrafe per Gesetz abgeschafft wurden. Leopolds Strafgesetzbuch von 1786 sucht – was Modernität und Humanität betrifft – bis heute seinesgleichen. Es hat regelrechten Modellcharakter. Der Erfolg gab ihm Recht. Im Jahr 1787 zählte man lediglich 64 Gefangene in den toskanischen Gefängnissen bei einer Bevölkerungszahl von einer Million. Im Königreich Neapel wurden bis zu 60 mal und allein in Rom 15 mal soviel Morde verübt wie in der ganzen Toskana.
Ein weiterer bedeutsamer Schritt war die Abschaffung der Armee. Leopolds Argument lautete, dass ein kleines Land wie die Toskana keine Soldaten brauche. Stattdessen rief er eine Bürgermiliz ins Leben.
Die Kirche blieb von Leopolds Reformen ebenfalls nicht verschont. Das toskanische Inquisitionsgericht wurde 1782 aufgehoben und auch sonst verlor der Klerus an Einfluss, wenn auch nicht so drastisch wie in Wien während der Alleinregierung Josephs. Die Nähe Roms zwang Leopold zur Behutsamkeit.
Eine einschneidende politische Maßnahme war die allmähliche Abschaffung der Adelsprivilegien. Leopold ließ keinen Zweifel darüber bestehen, dass er nichts von gesellschaftlicher Ungleichheit hielt. Zielstrebig und konsequent verfolgte er seine Pläne zur Nivellierung der Gesellschaft und zeigte dabei eine „Festigkeit jener Art, die große Staatsmänner besitzen“ (Robert J. Kerner). Als Schlusspunkt und Gipfel seiner Bestrebungen – und hierin besteht das tatsächlich Sensationelle an Leopolds Regierung – war eine Selbstentmachtung vorgesehen. Für das absolute Königtum war im System Leopolds, ganz im Gegensatz zu Joseph und dessen Ideenwelt, kein Platz. So war es nur folgerichtig, dass Leopold beharrlich an einem Verfassungsprojekt arbeitete, das die ganze Gesellschaft revolutioniert hätte. In diesem geheimen Plan war dem Herrscher eine ähnliche Funktion zugedacht wie in unseren modernen konstitutionellen Monarchien.
Unmittelbar nach einem Besuch in Wien beauftragte er 1778 einen vertrauten Ratgeber, den Senator Gianni, mit der Ausarbeitung einer Konstitution für die Toskana. Nach unzähligen Sitzungen, verworfenen Entwürfen und Zwischenstufen kam am 8. September 1782 die dritte, endgültige Fassung dieses Verfassungsgesetzes zustande. In dem Gesetzentwurf, der von Vordenkern der Französischen Revolution wie Turgot und von den ersten amerikanischen Einzelstaatsverfassungen beeinflusst wurde, zeigt sich Leopold als radikaler Vorkämpfer der Gleichheitsidee.
Der Herrscher muss, als erster Diener seines Staates, auf die Verfassung schwören. Seine Herrschaftsrechte werden weitgehend eingeschränkt. Ohne Zustimmung des Parlaments darf er weder Krieg führen noch Bündnisse schließen. Die Finanzen des Staates müssen von den Finanzen des Herrschers getrennt werden. Ohne Mitwirkung der Volksvertretung darf der Fürst nur den Oberbefehl über das Militär ausüben, die Offiziere, Richter, Minister, die Beamten des Staatsapparats und die Erzbischöfe ernennen, Gnadengesuche beantworten sowie Adelsdiplome und Ehrentitel verleihen. Die Adelsprivilegien werden aufgehoben. Alle Bürger des Staates
