В 1960 году закончил физический факультет МГУ им. Ломоносова. Работал на Байкале. Там же – первые пробы пера в области популяризации науки. С 1966 года основная профессия – кинодраматургия, научный и документальный кинематограф.

В 1973 году был приглашен на Центральное телевидение в программу "Очевидное - невероятное". Более десяти лет – ее бессменный редактор и соавтор С.П. Капицы. Затем – автор и редактор проекта "Институт человека", автор и редактор проекта "Под знаком Пи" и, наконец, ведущий и художественный руководитель еженедельной программы "Цивилизация", которая затем стала циклом "Гении и злодеи уходящей эпохи" и была неоднократно удостоена премии "ТЭФИ".

Лев Николаев выпустил две Мастерские неигрового кино на Высших курсах сценаристов и режиссеров Госкино. Среди его выпускников такие известные кинематографисты как Алексей Балабанов, Виктор Косаковский, Татьяна Александрова.

Он – один из создателей первых телевизионных мостов СССР – США – крупных научно-политических программ, связанных с угрозами "ядерной зимы", 100-летием Н.Бора, полетами на Марс, проблемами нейтронного оружия и космических войн.

Всего по сценариям Николаева сделано около 100 фильмов для кино и телевидения.

Лев Николаев – был членом Академии Естественных Наук России, членом Совета по неигровому кино Союза кинематографистов России, художественным руководителем ТРК "Цивилизация". С 1996 года он был в составе Всемирного конгресса производителей научных программ. Обладатель двух Государственных премий СССР за "Очевидное - невероятное" и цикл фильмов об освоении Сибири и 17 призов за фильмы и телепрограммы на международных фестивалях.

Проекты "Карл Фаберже" из цикла "Гении и злодеи" - Лучшая программа об искусстве (цикл), ТЭФИ-2010,

"Евгений Тарле. Наука выживать" из цикла "Они творили историю" - Лучшая программа об истории (цикл), ТЭФИ-2010