В 1914 году будущий режиссер окончил Московское училище живописи, ваяния и зодчества. В кино он начал работать как художник с 1916 года. Свой первый экспериментальный фильм Кулешов снял в 1918 году на киностудии Александра Ханжонкова. Это был «Проект инженера Прайта». 

 

В годы Гражданской войны занимался документальными съемками военных действий. В 1919 году организовал учебную мастерскую в Госкиношколе. Среди его учеников такие деятели советского киноискусства, как В. И. Пудовкин, Б. В. Барнет, В. М. Георгиев, М. И. Ромм, Л. В. Махнач, С. П. Комаров, А. С. Хохлова, ставшая его женой. 

 

К числу наиболее значительных фильмов Кулешова относятся: «Необычайные приключения мистера Веста в стране большевиков» (1924), «По закону» (1926, по рассказу Дж. Лондона «Неожиданное»), «Великий утешитель» (1933, по мотивам биографии О. Генри). 

 

Для фильмов Кулешова характерна напряженность сюжета, остро очерченный рисунок ролей, высокая изобразительная культура. Сильнейшее влияние на становление творческого стиля режиссера оказали фильмы Гриффита, с их монтажными находками, столь не характерными для русского дореволюционного кино. Поиски Гриффита вдохновили Кулешова на собственные эксперименты в области монтажа. Таким образом, он открыл «эффект Кулешова», а также «географический эксперимент Кулешова», которые теперь считаются основами основ языка кино. 

 

Последние годы жизни Лев Кулешов и Александра Хохлова провели вместе в небольшой квартире в доме на Ленинском проспекте Москвы. 

 

Скончался Лев Кулешов в Москве 29 марта 1970 года. Похоронен на Новодевичьем кладбище.