Родился 10 июля 1905 года в Покровской слободе Самарской губернии (ныне город Энгельс Саратовской области) в русско-еврейской семье. Учился в гимназии, после революции преобразованной в Единую трудовую школу, которую окончил в 1923 году. В том же году переехал в Москву, в 1923–1926 годах проходил обучение на физико-математическом факультете Московского университета.
Первое произведение Льва Кассиля, рассказ «Приёмник мистера Кисмиквика», было напечатано в 1925 году в газете «Новости радио». В 1927 году начал сотрудничать с журналом Маяковского «Новый ЛЕФ», с 1929 года печатался в журнале «Пионер». Также с конца 1920-х годов Кассиль был очеркистом, фельетонистом и специальным корреспондентом газеты «Известия».
В 1947–1948 годах Лев Кассиль занимал пост председателя комиссии по детской литературе Союза писателей СССР. В 1950–1960-х годах писатель выпустил романы на спортивную тематику «Ход белой королевы» (1956, посвящён лыжному спорту) и «Чаша гладиатора» (1960, о жизни циркового борца).
Лев Кассиль являлся автором киносценариев по своим произведениям. Среди фильмов, снятых по его книгам: «Кондуит» (1935), «Вратарь» (1936), «Брат героя» (1940), «Улица младшего сына» (1962), «Ход белой королевы» (1971).

"Кондуит и швамбрания"
"Повесть о необычайных приключениях двух рыцарей, в поисках справедливости открывших на материке Большого Зуба Великое Государство Швамбранское, с описанием удивительных событий, происшедших на блуждающих островах, а также о многом ином, изложенном бывшим швамбранским адмиралом Арделяром Кейсом, ныне живущим под именем Льва Кассиля, с приложением множества тайных документов, мореходных карт, государственного герба и собственного флага."

"Будьте готовы, ваше высочество"
«Будьте готовы, Ваше высочество!» – интересная и захватывающая повесть про настоящего принца, который оказался в пионерском лагере, нашёл настоящих друзей, многое узнал о жизни и стал королём. Но как непросто взять на себя такую ответственность, когда ты ещё ребёнок, а рядом нет людей, которым можно довериться.

"Чаша гладиатора"
Эта книга о дружбе, которая связывает воедино все поколения нашего народа, старых и малых, отцов и детей, дедов и внуков. В книге рассказывается о жизни русского силача - великана, старого циркового атлета Артема Незабудного, долгие годы скитавшегося за рубежом и под старость вернувшегося к себе на Родину, в степной поселок Сухоярку, где он когда-то, до революции, работал шахтером. Здесь он увидел совсем новую для него жизнь, которую создали его землянки, обрел верных, заботливых друзей.

"Ход белой королевы"
Повесть о спорте, судьбах спортсменов, упорстве, верности и любви... Тренер решает уйти из спорта, но его ученица, будущая "белая королева", победившая на чемпионате по лыжам в Высоких Татрах, возвращает его к любимому делу.

" Дорогие мои мальчишки"
Трудно Капке Бутырёву: отец на фронте, мама погибла при первых налетах фашистов, Капка, как и многие его друзья, работает на заводе, а дома хозяйничают две сестренки.
Трудно и юнгам, переведенным на Волгу из осажденного Ленинграда. Фашисты и здесь не дают им спокойно постигать морскую науку.
Да что говорить! Всем трудно: война… А все же легче, когда вместе объединишься против врага. И помогают в этой борьбе Три Великих Мастера - Амальгама, Изобар и Дрон Садовая Голова.
Перед читателем - удивительно светлая и жизнеутверждающая, полная веры в Победу повесть Л. Кассиля, написанная в 1944 году.

"Улица младшего сына"
О Володе Дубинине ходили легенды. Когда ему было тринадцать лет, он оказался в партизанском отряде, который воевал в керченских каменоломнях.
Вместе с друзьями Володя ходил в разведку и добывал ценные сведения о врагах.
Он был смелым, сообразительным и очень отважным.
"Не так уж много на свете мальчиков, по имени которых названы целые улицы" - так начинается эта книга о юном партизане.

"Линия связи"
В сборник вошли известные рассказы Льва Кассиля о скромных героях Великой Отечественной войны, чьи ежедневные подвиги сделали возможной великую Победу.

Лев Кассиль скончался в Москве 21 июня 1970 года, был похоронен на Новодевичьем кладбище.