Член-корреспондент (1928) и действительный член (1946) АН СССР, президент Географического общества СССР (1940—1950), лауреат Сталинской премии (1951 - посмертно). Автор основополагающих работ по ихтиологии, географии, теории эволюции.
Родился в Бендерах, в еврейской семье нотариуса Симона Григорьевича Берга и домохозяйки Клары Львовны Бернштейн-Коган. Его семья жила в доме на улице Московской.
Первая жена Л. С. Берга (в 1911—1913 годах) — Паулина Адольфовна Катловкер (27 марта 1881 — 1943), младшая сестра известного издателя Б. А. Катловкера. Дети — географ Симон Львович Берг (род. 23 октября 1912, Санкт-Петербург) и генетик, литератор, доктор биологических наук Раиса Львовна Берг (27 марта 1913 — 1 марта 2006). В 1922 году Л. С. Берг повторно женился на преподавателе Петроградского педагогического института Марии Михайловне Ивановой.
В 1921—1950 гг. Берг занимал жилой служебный флигель бывшего дворца Алексея Александровича (Ленинград, проспект Маклина, 2). Похоронен на Волковском кладбище в Ленинграде.
1885—1894 — обучался во второй Кишинёвской гимназии, которую окончил с золотой медалью. В 1894 крестился в лютеранство для получения права на высшее образование в пределах Российской империи.
1894—1899 — студент естественного отделения Физико-математического факультета Императорского Московского университета. (Его дипломная работа была посвящена эмбриологии рыб и удостоилась золотой медали)
1899—1902 — смотритель рыбных промыслов на Аральском море и Сырдарье.
1903—1904 — смотритель рыбных промыслов среднего течения Волги.
1905—1913 — заведующий отделом рыб Зоологического музея Императорской Петербургской академии наук.
1913—1914 — исполняющий должность профессора ихтиологии и гидрологии в Московском Сельскохозяйственном институте.
1916—1950 — в качестве профессора географии заведовал кафедрой географии Петроградского, а затем Ленинградского университета.
1918—1925 — профессор географии в Географическом институте в Петрограде (Ленинграде).
1932—1934 — заведующий отделом прикладной ихтиологии в Институте рыбного хозяйства.
1934—1950 — заведующий отделением в лаборатории ихтиологии Зоологического института АН СССР в Ленинграде.
1948—1950 — председатель Ихтиологической комиссии АН СССР.
С 1934 года — доктор зоологии.
С 1928 года — член-корреспондент АН СССР.
С 1946 года — действительный член АН СССР.
Помимо многочисленных работ по ихтиологии и географии, Берг известен как автор книги «Номогенез, или Эволюция на основе закономерностей» (1922), в которой провозгласил свою антидарвинистическую концепцию эволюции. Его последователями считали себя такие учёные как А. А. Любищев и С. В. Мейен.
Здесь перечислены лишь самые основные работы. Полную библиографию см. в книге В. М. Распоповой.