Родился в Лев Феликсович в Феодосии, в семье купца, негоцианта, масона Феликса Лагорио ( 1781-1857 ) вице-консула королевства Обеих Сицилий происходившего из аристократического генуэзского рода . Окончил Феодосийскую гимназию. В 1839–1840 годах занимался в Феодосийской мастерской И. К. Айвазовского . В 1842 году , при содействии губернатора Таврии А. И. Казначеева, поступил в Императорскую Академию Художеств, где обучался на средства герцога Максимилиана Лейхтенбергского. Его учителями были А.И.Зауервейд и М.Н.Воробьёв затем Б.П.Виллевальде .
Летом 1845 года совершил плавание на военном фрегате "Грозящий", в 1846 году плавал на собственной лодке вдоль берегов Финского залива. В 1847 году удостоен малой серебряной медали за "Финляндский вид", в 1848 году - большой серебряной медали за этюд с натуры. Через три года после поступления удостоился 2-ой золотой медали , за работу "Вид в окрестностях Выборга" . В 1850 году получил звание художника XIV класса и 1-ю золотую медаль за "Вид на Лахте, близ Петербурга" . Во время своего студенчества участвовал в создании портрета Козьмы Пруткова .
В 1851 году был отправлен за казённый счёт на Кавказ . В 1852 году принял российское гражданство, отправился после окончания Академии в пенсионерскую поездку в Европу. Где пробыл восемь лет . В течение 1853 года проживал в Париже , где занимался изучением живописи французских мастеров в Лувре и Люксембургском дворце. В 1854 году переехал в Рим. В 1857 году после окончания пенсионерства получил разрешение продлить пребывание за границей на собственные средства сроком на два года.
По возвращении в Россию в 1860 году получил звание профессора за привезённые картины «Фонтан Аннибала, в Рокка-ди-Папа», «Капо-ди-Монте, в Сорренто» и «Понтинские болота».
В 1861 году совершил поездку на Кавказ , после чего представил Императору Александру II три картины кавказских видов : "Дарьяльское ущелье" , "Эльбрус" и "Гут-гора" , за которые был удостоен ордена св.Анны 3-й степени .
В 1863 году он снова отправился на Кавказ, в свите великого князя Михаила Николаевича, где ему привелось участвовать в «делах против горцев» , за что он был награждён мечами к имевшемуся у него ордену. В 1864 году вернулся с Кавказа и окончательно поселился в Санкт-Петербурге , летние месяцы проводил в Судаке, где у него была мастерская и также ежегодно предпринимал заграничные поездки и поездки по России .
В 1885 году получил заказ на серию картин с сюжетом о русско-турецкой войне, посетил места сражений на азиатском и европейском театре военных действий.
В 1900 году Лев Лагорио был избран почётным членом Академии художеств.
