Родился в обрусевшей еврейской семье рабочего типографии, выходца из Литвы. Предок по линии отца - портной, по линии матери - кузнец. Семья была многодетной, Лев - пятый ребенок. С отличием закончил частную гимназию в Петрограде(1917). В том же году поступил в Военно-морское инженерное училище в Кронштадте. Вскоре покинул училище и поступил на математическое отделение физико-математического факультета Петроградского университета. Осенью 1918 уехал в Симферополь и поступил на 2-ой курс математического отделения Таврического университета. В это время там преподавали Н.М. Крылов, В.И. Смирнов, Н.С. Кошляков, Л.А. Вишневский, М.А. Тихомандрицкий. Вместе с Л.Лойцянским студентом был В.В. Немыцкий.
Во время учебы Л. Лойцянский был мобилизован в Белую армию, около двух месяцев служил в г. Ставрополь, был демобилизован по состоянию здоровья. В 1921 закончил Таврический университет. Преподавал в нем, сотрудничал в Главной инспекции военно-учебных заведений Крыма. В апреле 1922 г. возвратился в Петроград, поступил на 3 курс физико-механического факультета Политехнического института. Стал ассистентом А.А. Фридмана.
Степень доктора физико-математических наук присуждена без защиты диссертации (1935). Один из создателей кафедры гидро-аэродинамики Политехнического института (1935). С 1935 г. работал также научным консультантом в ЦАГИ.
Во время Великой Отечественной войны в эвакуации в Казани (1941-1942), штатный сотрудник Казанского филиала ЦАГИ. В 1942-1945 в ЦАГИ в Стаханово (ныне г. Жуковский Московской области), начальник расчетного отдела аэродинамической лаборатории.
С 1945 г. вновь работал в Политехническом институте в Ленинграде.
Лев Герасимович — крупнейший специалист по теории пограничного слоя и турбулентности, автор фундаментальных монографий и учебников по гидрогазодинамике и теоретической механике».
Сталинская премия II степени (с А.А. Дородницыным) за научные исследования в области аэродинамики самолёта при больших скоростях полёта, результаты которых изложены в статьях: «Пограничный слой в сжимаемом газе», «Приближённый метод расчёта ламинарного пограничного слоя на крыле», «Ламинарный пограничный слой на теле вращения», «Расчёт коэффициентов сопротивления крыловых профилей с учётом сжимаемости воздуха», «Пограничный слой крылового профиля при больших скоростях» (1942—1944) присуждена в 1946 г. за 1943-1944 г. Технические науки
заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1968).
"Теоретическая механика" (учебник, 1-е издание в 1933 г.)
"Курс теоретической механики" (учебник, 1-е издание в 1934 г.)
"Основы механики вязкой жидкости" (1933)
"Аэродинамика пограничного слоя" (1941)
"Ламинарный пограничный слой" (1962)
"Механика жидкости и газа" (учебник, первое издание в 1951 г.)
"Из моих воспоминаний. Записки профессора-политехника" (1998) ISBN: 5-88925-044-2