Lev Lagorio nació en Feodosia, Crimea, en una familia de raíces italianas. Recibió su formación artística inicial bajo la tutela de Iván Aivazovsky desde 1839 hasta 1840. Con el apoyo de Alexander Kaznacheyev, gobernador de Taurida, Lagorio se inscribió en la Academia Imperial de las Artes en 1842. Durante su tiempo en la academia, estudió con artistas notables como Alexander Sauerweid, Maxim Vorobiev y Bogdan Willewalde. Después de graduarse con honores en 1850, pasó varios años en París y Roma. A su regreso a Rusia en 1860, fue nombrado profesor y presentó sus obras inspiradas en Italia.

Lagorio realizó múltiples viajes al Cáucaso, presentando una serie de paisajes al zar Alejandro II en 1861. Participó en la Guerra del Cáucaso en 1863 y 1864, acompañando al Gran Duque Mijaíl Nikoláyevich. Lagorio se estableció en San Petersburgo, pasaba los veranos en Sudak y viajaba frecuentemente al extranjero. En 1885, recibió un encargo para crear una serie de pinturas que representaran la Guerra Ruso-Turca de 1877-1878. Visitó campos de batalla en Europa y Asia para recopilar inspiración. En el año 1900, fue honrado como miembro honorario de la Academia.