Художник родился в городе Рыске Курской губернии, в 1833 году. Его детство прошло в Астрахани. В этом городе будущий художник увлекся живописью и начал учиться в местной гимназии. Однако, так случилось, что гимназию Лев Каменев не закончил - в связи со сложным финансовым положением в семье ему пришлось стать помощником старшего Каменева в торговой лавке.
И если о оставленной гимназии Лев Львович горевал недолго, то о карьере художника-живописца думал часто. И в 1854 году Каменев поступил в Московское училище живописи, ваяния и зодчества. В одном классе с Каменевым учились И.И. Шишкин и В.Г. Перов. Учителями живописи были К.И. Рабус и А.К. Саврасов. Со своими педагогами Лев Львович просто подружился и после окончания училища эта дружеская связь не прекращалась многие годы. В 1858 году Лев Каменев вступает в Московское общество любителей художеств. И в этом же году едет на Валаам вместе с И.И. Шишкиным. В 1863 году художник совершает путешествие по городам Европы с целью углубленного изучения европейской живописи. В Европе художник много работает и даже выставляет свои картины в Германии. Случилось так, что в последние годы жизни художник начал неумеренно пить, практически не писал. Что стало причиной такого преображения и уничтожения личности живописца? История на этот вопрос не даёт ответа. Скончался художник в январе 1886 года.