Resan sker runt ett halvår efter att kungaparet träffade påvens företrädare, påve Franciskus, kort innan hans död.
Besöket kommer att ske i slutet av oktober.
Storbritanniens kung Charles och drottning Camilla kommer att träffa påve Leo XIV under ett besök i Vatikanstaten i oktober, meddelar Buckingham Palace.
Resan sker runt ett halvår efter att kungaparet träffade påvens företrädare, påve Franciskus, kort innan hans död.
Besöket kommer att ske i slutet av oktober.