В братской трапезной Оптиной пустыни (построена в 1858 г.) на западной стене между дверью и окном сохранилось изображение Льва вместе с его духовным преемником преподобным Макарием Оптинским, выполненное живописцем Василием Петровичем Петровым. Стенопись, по мнению исследователей, создавалась в середине 1860 – начале 1870 гг., после кончины преподобного Макария в 1860 г. Облик Льва стилистически близок к типу литографированного портрета 1868 г. Старцы представлены в полный рост, вполоборота влево, Лев стоит позади преподобного Макария, взгляд обращён к зрителю. Тёмный колорит подчёркивает выразительность ликов обоих подвижников. Иконописные образы Льва, созданные в Оптиной пустыни после его канонизации, по типу изображения восходят преимущественно к литографии 1868 г. На иконах Лев изображается, как правило, в полный рост, прямолично или с небольшим поворотом влево, в монашеском облачении (рясе, мантии), со схимой или с епитрахилью, голова покрыта клобуком, на груди – наградной крест в память войны 1812 г. на ленте, реже – наперсный крест, правой рукой благословляет, в левой держит свиток с изречениями святых отцов, со священными текстами или с цитатами из собственных поучений. Варианты текстов следующие: «Братие, попечемся о спасении душ наших и потщимся всегда призывать в помощь имя Божие» (Иоанн Лествичник); «Пою Богу моему дондеже есмь» (Пс. 103:33); «Делание заповедей Господних животворит душу и даже тело твое умиротворит»; «На злые помыслы – меч духовный – чётки» и др. Облик узнаваемый, с присущими ему особенностями: густыми, длинными, волнистыми волосами, небольшой, раздвоенной книзу бородой, характерной формой дугообразных с изломом бровей. Единоличные иконы Льва были созданы к его местному прославлению в Соборе преподобных Оптинских старцев в 1996 г. Первая ростовая икона-пядница написана игуменом Ипатием (Хвостенко) (1996 г., ризница Оптиной пустыни). После обретения мощей Льва в 1998 г. выполнен большой ростовой образ на раку в церкви Владимирской иконы Божьей Матери (2000 г., игумен Ипатий (Хвостенко)). В групповых композициях на иконах и в монументальной живописи Лев изображается обычно рядом со своим духовным учеником и сотаинником преподобным Макарием и с их учеником преподобным Амвросием Оптинским в том же изводе, что и на единоличных образах (нередко ладонь правой руки раскрыта и в зависимости от композиции повёрнута вертикально или горизонтально). Образ Льва включён в современные росписи храмов Оптиной пустыни. В церкви Казанской иконы Божьей Матери между окнами на южной стене помещено его изображение в рост вместе с преподобным Макарием (2004 г., монахиня Мария (Левестам)).