Dzimis kā Ļevs Rozenfelds (Розенфельд) 1883. gadā Maskavā vilcienu vadītāja Borisa Rozenfelda ģimenē. 1901. gadā iestājās KSDSP. 1902. gadā iepazinās ar Ļeņinu un kļuva par viņa līdzgaitnieku. 1908. gadā emigrēja no Krievijas un iepazinās ar savu pirmo sievu — Trocka māsu Olgu Bronšteinu. 1914. gadā atgriezās Krievijā, tomēr 1914. gada novembrī tika izsūtīts uz Sibīriju. Atbrīvots pēc Februāra revolūcijas. 1917. gadā atgriezās Petrogradā un kopā ar Staļinu bija viens no boļševiku partijas vadītājiem Petrogradā.
Partijas iekšienē kopā ar Zinovjevu balsoja pret sacelšanos pret Krievijas Pagaidu valdību. Neskatoties uz to, tika ievēlēts pirmajā boļševiku Politbirojā, bet pēc Oktobra revolūcijas uzvaras īsu brīdi bija Krievijas valdības (Viskrievijas CIK) vadītājs. 1919. gadā kļuva par partijas Maskavas organizācijas līderi. Kad 1922. gadā Ļeņins vairs nespēja pildīt partijas līdera lomu, kopā ar Staļinu un Zinovjevu izveidoja triumvirātu pret ietekmīgo Trocki.
Vēlāk tomēr kopā ar Trocki un Zinovjevu nostājās opozīcijā Staļinam, bet tika atbīdīts no varas. 1936. gadā kopā ar Zinovjevu tiesāts paraugprāvā — Pirmajā Maskavas procesā, un sodīts ar nāvi.