Учился в Московском училище живописи, ваяния и зодчества (1854—1857) у К. И. Рабуса и А. К. Саврасова. С 1857 классный художник III степени, в 1869 академик и один из учредителей Товарищества передвижных выставок, участвовавший своими произведениями на этих выставках с 1871 по 1884. Изображал различные моменты сельской русской природы правдиво и часто с настроением. Из его картин необходимо упомянуть: «Вид из окрестностей Поречья», «Красный пруд осенью в Москве», «Зимняя дорога», «Весна». Последние три находятся в Третьяковской галерее, в Москве.
Художник Лев Львович Каменев был живописцем тонкого лирического дарования. Любимый ученик и друг А.К. Саврасова, он не был революционером в области живописи, не отличался экспериментаторством, ему чужда была какая бы то ни было вычурность, склонность к "самовыражению ради самовыражения".
Лев Львович Каменев родился в 1833 году в городе Рыльске Курской губернии в семье мелкого торговца.
Детство и юность художника прошли в Астрахани, где он учился в местной гимназии, но не окончил ее, так как отец нуждался в помощнике и взял сына к себе в лавку.
Льву пошел 21-й год, когда он в 1854 году уехал в Москву и поступил в Училище живописи, ваяния и зодчества. Одновременно с ним воспитанниками училища были будущие знаменитости И.И. Шишкин и В.Г. Перов.
Сначала его педагогом стал пейзажист Карл Иванович Рабус. Когда Рабус в 1857 году скончался, его в пейзажном классе заменил ученик Карла Ивановича, молодой еще тогда Алексей Кондратьевич Саврасов.
Со временем Каменев и Саврасов стали близкими друзьями: они были практически сверстниками (Каменев был моложе своего учителя всего на три года), но главное, что их сближало, – общий строй души.
Семья Каменева, по-видимому, была отнюдь не состоятельной, как считают некоторые исследователи, а, напротив, весьма бедной.
В 1858 году Л.Л. Каменев получил звание неклассного художника. Из числа тех, кто не был выпускником Академии художеств, его удостаивались лишь те, кто сдал соответствующие экзамены и представил конкурсные работы.
В том же году Каменев вступил в члены Московского общества любителей художеств. Тут он сразу начал принимать активное участие в модных тогда Периодических выставках. На них лучшие картины получали денежные премии и прекрасно раскупались.
Летом 1858 года Каменев уезжает на остров Валаам, где в то время писал этюды его товарищ по училищу И.И. Шишкин. На Валааме молодые художники работают в непосредственной близости друг от друга, что способствует их дружескому сближению.
Однако в творчестве каждый из них идет своим путем, следуя властному голосу собственной индивидуальности.
В следующем году Каменевым закончены два замечательных пейзажа – "Старый дуб" и "Пейзаж с избушкой".
В 1860 году Каменев заканчивает "Пейзаж с рекой" (1860). Долгое время не было известно, в каком музее хранится эта работа.
Надо отметить, что Каменев часто сам "виноват" в том, какие затруднения испытывают подчас искусствоведы при попытках идентификации его картин и определения мест их нахождения. Дело в том, что почти все картины живописи носят однообразные, а то и просто одинаковые названия.
В 1860 году Каменев успешно участвует в выставке Московского училища живописи, ваяния и зодчества. В представленных там работах критикой была отмечена способность молодого художника "похищать у природы тайну ее обаяния".
Начало периода обретения художником зрелости и творческой самостоятельности, отхода от невольной подражательности можно, пожалуй, датировать 1861 годом, когда были написаны такие работы, как два полотна с незатейливым названием "Пейзаж", а также "Закат на реке Мологе".
В 1863 году при содействии Общества любителей художеств Каменев отправился на два года за границу. Там он посещает музеи изобразительных искусств, мастерские художников.
Встретившись в Швейцарии с И.И. Шишкиным, Каменев едет вместе с ним летом того же года работать в Бернский Оберланд. Проработав вместе все лето, художники разъезжаются: Шишкин – в Цюрих, Каменев – в Мюнхен.
Побывал Лев Львович и на выставке в Париже, где были представлены пейзажисты знаменитой барбизонской школы, о которой ходило тогда много толков в художественных кругах.
В Германии Л.Л. Каменев написал свои известные работы "Тевтобургский лес" (1864) и "Вид в окрестностях Дюссельдорфа" (1865, Ивановский художественный музей).
Дружеские отношения Каменева и Шишкина продолжались и в России. Известно, например, что летом 1865 года они вместе писали пейзажи в окрестностях подмосковного села Братцева.
В 1865 году Петербургское общество поощрения художников учредило ежегодные конкурсы с выдачей денежных премий за лучшие произведения жанровой и пейзажной живописи. В этом же году состоялся первый конкурс. Победителями в нем стали: по разряду жанровой живописи В.Г. Перов за картину "Крестьянские похороны", а по разряду пейзажной – Л.Л. Каменев за картину "Песчаная отмель".
В тот же период, вскоре после возвращения в Москву, Лев Каменев обратил на себя внимание еще несколькими ярко национальными пейзажами: "Сенокос", "Зимняя дорога", "Весна" (все – 1866).
Картина "Сенокос" была представлена на конкурс пейзажистов, устроенный Обществом любителей художеств, и получила первую премию.
В 1867 году Каменев получает звание классного художника 3-й степени, что еще больше приближает его к званию академика.
В 1869 году за пейзажи "Зимний вид из окрестностей Москвы" и "Вид из окрестностей села Поречье", Каменев получил звание академика. Последняя картина была удостоена первой премии на конкурсе Общества любителей художеств.
Уже на I Передвижной выставке в 1871 году Каменев выставил два пейзажа: "Туман. Красный пруд в Москве осенью" и "Летняя ночь". Обе картины имели значительный успех.
В газете Санкт-Петербургские ведомости В.В. Стасов, этот "громкоговоритель эпохи", как его тогда называли, в статье "Передвижная выставка" 1871 года писал об этих картинах художника: "Обе чрезвычайно поэтичны, обе чудесно написаны. Быть может, еще лучше Летняя ночь, где эффект нежно освещенных луною тоненьких облаков, маленький залив между густых куп лесных, мелькающие огоньки в стороне, пасущееся стадо лошадей вдали – все это бесподобно в высшей степени".
Мягким и тонким лириком, несмотря на "веления времени", остается Каменев и в 1870-е годы. В 1872 году Каменев пишет ряд пейзажей, среди которых следует выделить две большие удачи. Это "Жатва" и "Пейзаж с рекой".
С конца 1860-х годов художник много работал под Москвой, в частности в Саввинской слободе под Звенигородом. Эти места недаром зовут подмосковной Швейцарией.
Тут в живописнейших местах Подмосковья расположен старинный Саввино-Сторожевский монастырь. Красоту монастыря дополняет и усиливает особенность его месторасположения: он виден отовсюду, находясь на горе Сторожи (Сторожевой горе) при впадении реки Сторожки в Москву-реку.
В этих живописных местах художником были написаны такие его известные полотна, как "Саввина слобода близ Звенигорода. Дождь", 1879; "Вид из окрестностей села Поречье", 1869; "Саввино-Сторожевский монастырь под Звенигородом", 1877; "Саввинский посад под Звенигородом", 1879; и другие.
В последние годы жизни художник почти безвыездно живет в этих местах, в Саввиной слободе, живет одиноким, полунищим бобылем, снимая половину крестьянской избы.
В Саввинскую слободу приезжали для работы и подолгу жили А.К. Саврасов, И.И. Левитан, братья С.А. и К.А. Коровины и другие художники.
В 1884 году Каменев пишет последнюю свою значительную картину "Ручей", за которую он получил первую премию Общества поощрения художеств за 1884 год.
О последнем периоде в жизни Каменева известно мало. Видимо, в связи с болезнью ("пил горькую") в 1880-е годы он почти не принимает участия в выставках. Навещал его по-соседски молодой Константин Коровин, приезжавший часто с братом поработать в этих живописных местах.
В своих мемуарах Коровин передает горькие слова старшего друга: "Я горя хватил досыта. Вот один остался. Двух жен схоронил. Одна-то ушла. Кому надо, и правду сказать. Вот в деревне все нужду мыкаю. Здесь схоронил двоих детей. Давно. Захворали, померли…"
Но думается, что главная причина душевного надлома и, как следствие, "русской болезни" лежала глубже. Лейтмотивом сетований "старика" было ощущение непонятости, ненужности, невостребованности его таланта.
Однажды все же его "закат печальный" скрасился "улыбкою прощальной" последнего успеха: одна из картин Каменева была куплена государем Александром III.
Вскоре, 14 (26) января 1886 года, он скончался. Ему было всего 53 года. Умер художник в нищете и одиночестве.