Один из основоположников учения о морфологии географического ландшафта, согласно которому географический ландшафт — конкретная территория, однородная по своему происхождению и истории развития, обладающая единым геологическим фундаментом, однотипным рельефом, общим климатом, единообразным сочетанием гидротермических условий, почв, биоценозов и закономерным набором морфологических частей.
Критик концепции дискретности растительности. Раменский считал, что каждый вид индивидуально распределён в пространстве и по-своему приходит и уходит из сообщества при его изменении, растительность — это непрерывное явление, многомерный непрерывный объект. По Раменскому, растительность — непрерывная мозаика популяций видов растений, связанных условиями среды.
Изучал естественные кормовые угодья Советского Союза; в 1932 возглавил их инвентаризацию в масштабе СССР. Работы Раменского по теории фитоценозов получили широкое признание и способствовали рациональному использованию сенокосов и пастбищ.
Учился в Петроградском университете (окончил в 1916).
В 1908 в составе ботанического отдела принял участие в Камчатской экспедиции Ф. П. Рябушинского, исследовал болота и озёра, изучал мхи и водоросли, собирал коллекции материалов по этим группам, помогал вести метеорологические наблюдения, сделал подробное описание озёр Ближнего, Дальнего, Ничикинского и Халактырского, а также Паратунской тундры.
Совместно с другими участниками экспедиции обследовал Тарьинскую бухту, Паратунскую долину и Паратунские ключи, Корякский вулкан, Авачинскую тундру и окрестности Халактырского озера.
С 1911 по 1928 работал в Воронежской губернии (в том числе в Воронежском университете),
С 1928 — в Государственном институте луговой и болотной культуры (ныне Всесоюзный научно-исследовательский институт кормов имени В.Р. Вильямса).
В 1932—1934 под руководством Л. Г. Раменского была проведена инвентаризация естественных кормовых угодий; были обобщены сведения о площадях отдельных типов лугов в областях и республиках.
1935 — доктор биологических наук.
Именем Леонтия Григорьевича в 1966 назван географический объект в Антарктиде — ок. Раменского.