Родился 9 ноября 1913 года в Москве в интеллигентной семье (впоследствии его отец стал ответственным служащим Наркомата финансов). После окончания школы в 1930 году — работал.
В 1932 году, поступил в Рентгеновскую лабораторию Вечернего машиностроительного института, научным руководителем которой был профессор Е. Ф. Бахметьев — крупный специалист в области рентгеноструктурного анализа. В 1933 году Лев Владимирович поступил на физический факультет МГУ, который досрочно окончил в 1936 году со специализацией по кафедре металлофизики.
В 1940 году был призван в армию и участвовал в Великой Отечественной войне как старший техник-лейтенант бомбардировочной авиации. В 1942 году по ходатайству АН СССР был отозван обратно в институт. В 1943 году защитил кандидатскую диссертацию.
В 1946—1949 годах разрабатывал советское ядерное оружие.
В 1951 году попал в опалу из-за неортодоксальных высказываний по вопросам музыки и биологии. Однако солидарность ученых ВНИИЭФ позволила ему продолжить работу в институте. Напряжение в отношениях с властями выразилось, в частности, в отказе выдвинуть его в члены-корреспонденты АН СССР, что и стало причиной его ухода из ВНИИЭФ в 1969 году.
С 1989 года работал главным научным сотрудником Института теплофизики экстремальных состояний объединенного института высоких температур РАН.
Основные труды — в области физики высоких давлений, ударных волн, детонационных явлений, рентгеноструктурного анализа.
Умер 23 декабря 2003 года.