Kotona tapahtuu asioita, jotka saavat Matin surulliseksi. Lumi ja Sampsa yrittävät piristää ystäväänsä, mutta mikään ei auta. Onneksi Kivalaan tulee sirkus, ja Matti saa muuta ajateltavaa.

Sirkuksessa esiintyy Niemisen vaaroja uhmaava trapetsitaiteilijaperhe, Uskomaton Elina sekä Santos ja nerokkaat hauvat, mutta kaikkein eniten odotetaan Leo Leijonan esitystä. Leo Leijona on julmin ja verenhimoisin peto, mitä missään sirkuksessa koskaan on nähty. Esityksessä se kuitenkin vain väsyneenä nuokkuu, yleisö huutaa pilkkahuutoja ja sirkuksen johtaja on epätoivoissaan. Jos tämä jatkuu, yleisö lakkaa tulemasta esityksiin ja sirkus joutuu vararikkoon.

Matti päättää ryhtyä ratkomaan väsyneen leijonan arvoitusta. Lumi ja Sampsa eivät ole innostuneita, voihan leijonan väsymyksen taustalla olla mitä vain, vaikka vitamiininpuutos, mutta Matti ei anna periksi. Pian hän huomaakin, että hurjalla leijonalla on salaisuus, jota kukaan ei aavista.

Väsynyt leijona on neljäs osa helppolukuista Kivalan etsivät -sarjaa. Aiemmissa osissa Matti ja Lumi ovat ratkoneet Jäätelökioskin ja Kadonneiden rahojen arvoitusta sekä pelastaneet Lemmikit pulasta. Kirjan kuvituksesta vastaa mm. Finlandia junior -ehdokkaan kuvittanut Satu Kontinen.