Родился 12 декабря 1923г. в Пскове. С 1941 г. в рядах Советской Армии, был призван Петроградским РВК г. Ленинграда. В качестве командира санитарного взвода в составе 260 гвардейского стрелкового полка 86-й Гвардейской Николаевской Краснознаменной стрелковой дивизии участвовал в Великой Отечественной войне. После окончания войны поступил в Военно-медицинскую академию им. С. М. Кирова, которую с отличием закончил .в 1951 г. и был оставлен на кафедре факультетской хирургии, руководимой В. Н. Шамовым.

На кафедре Л. В. Лебедев сформировался как квалифицированный хирург, опытный педагог и организатор, пройдя путь клинической ординатуры, старшего ординатора, младшего и старшего преподавателя. В 1957 г. защитил кандидатскую диссертацию «Применение дикумарина при лечении венозных тромбозов и тромбофлебитов», а в 1967 г.— докторскую диссертацию на тему «Аллопластика артерий при их повреждениях». В 1967—1971 гг. был главным хирургом Северной группы войск (Польша).

С 1971 по 1976 г. Лев Валерьевич на кафедре общей хирургии ВМА им. С. М. Кирова последовательно занимает должности старшего преподавателя и заместителя начальника кафедры. В декабре 1976 г. избран по конкурсу заведующим кафедрой факультетской хирургии Санкт-Петербургского медицинского института им. И. П. Павлова, которой успешно руководил до .1993 г.

Л. В. Лебедев был высококвалифицированным и эрудированным хирургом. В его арсенале самые разнообразные оперативные вмешательства. Особенно значительны его достижения в сосудистой хирургии. Он был одним из создателей отечественных сосудистых протезов и других изделий из медицинских полимеров, велик его вклад в организацию их промышленного производства. В 1975 г. за создание, разработку технологии и промышленное производство специальных текстильных изделий медицинского назначения (протезы кровеносных сосудов, баллонные зонды для удаления эмболов и тромбов, синтетические шовные материалы и др.) Л. В. Лебедеву присуждена Государственная премия СССР. Во второй раз он стал лауреатом Государственной премии в 1982 г. в числе хирургов, разработавших и внедривших экстренные микрохирургические операции при травматических ампутациях пальцев и кисти.

Велик вклад Льва Валерьевича в развитие научных основ отечественной хирургии. Он является автором более 270 научных работ, в том числе 4 монографий: «Протезы кровеносных сосудов» (1975 и 1981 гг.), «Техника хирургических операций при ранениях и заболеваниях сосудов» (1976 г.), «Хирургическое лечение ожирения и гиперлипопротеидемий» (1987 г.). При его участии велась работа над 9 изобретениями. Много сил и внимания уделяет Л. В. Лебедев воспитанию молодых ученых. Под его руководством защищены 30 кандидатские и 6 докторских диссертаций.

О высоком авторитете и признании заслуг Л.В.Лебедева свидетельствуют его многочисленные научно-организационные и общественные обязанности. Он неоднократно избирался членом правления и был председателем правления Хирургического общества Пирогова, членом правления Всесоюзного научного общества хирургов, членом правления Российского общества ангиологов и сосудистых хирургов, членом правления Ассоциации сердечно-сосудистых хирургов России, председателем секции сердечно-сосудистой хирургии и ангиологии Хирургического общества Пирогова, членом Международного общества ангиологов, вице-президентом Петровской академии науки и искусств. Лев Валерьевич на протяжении многих лет был членом редколлегии журнала «Вестник хирургии им. И.И.Грекова» и членом редакционного совета'"Международного журнала «Полимеры в медицине», был главным ангиологом Санкт-Петербурга.

Лекции и практические занятия Л. В. Лебедева, всегда отличавшиеся высоким методическим уровнем и информативностью, были любимы студентами и преподавателями.

Л. В. Лебедев награжден орденами Красной Звезды и Отечественной войны II степени, многими медалями, значками «Отличнику здравоохранения» и «Изобретатель СССР».

Лев Валерьевич умер 14 марта 2010 года. Похоронен на смоленском кладбище гор. Санкт-Петербурга.