Луи Лево родился в Париже в семье архитектора. Лево обучался архитектуре в Италии, в частности, в Риме и Генуе, в эпоху процветания барокко. Большое влияние на него также оказал Франсуа Мансар. Отклонившись от ренессансно-барочных форм, Лево обратил внимание на более простые элементы классицизма, в дальнейшем став одним из ведущих мастеров классицизма во Франции.
По заказу суперинтерданта финансов Николя Фуке Лево выстроил роскошный дворец Во-ле-Виконт, который привлёк к нему внимание короля Людовика XIV. После падения Фуке ему было поручено повторить успех при проектировании и строительстве Версальского дворца. Одновременно Лево занимала перестройка дворца Тюильри.
Помимо этого, под руководством Лево были построены здание Французской академии и множественные городские особняки («отели»), в частности на острове Сен-Луи.