Образ святого представлен на иконах: «Минея годовая» (первая половина XVI в., Музей икон, Рекклингхаузен); на иконе на февраль из комплекта миней (XVI в., Государственный Эрмитаж) – с длинной, ниже пояса, седой бородой, разделённой внизу на два крупных завитка; «Минея на февраль» (конец XIX в., частное собрание) – в повороте на три четверти, правой рукой благословляет, в левой на омофоре – Евангелие, облачён в красную фелонь. На гравированных святцах Григория Павловича Тепчегорского (1714, 1722 гг.) – в рост, в фелони, с омофором, в митре, правой рукой благословляет, в левой – раскрытый кодекс. Известные исследователям иконы с единоличным изображением Льва носят, как правило, патрональный характер. В мастерской невьянских иконописцев Богатырёвых была создана икона «Святой Лев Катанский, с житием» (1818 г., Сольвычегодский объединённый краеведческий музей). Она предназначалась для домовой молельни екатеринбургского особняка купцов-старообрядцев Льва Ивановича Расторгуева и Петра Яковлевича Харитонова. По мнению исследователей, именно заказчик иконы, Л.И. Расторгуев, был инициатором разработки житийной иконографии своего небесного покровителя. В среднике на пейзажном фоне с горками, с видом на крепостные стены, городские строения и купола церквей помещена в рост фигура Льва с палицей. На нём фелонь с крупным цветочным орнаментом, красные подризник и туфли, золотые омофор, епитрахиль. Иконописцам удалось искусно передать фактуру гобеленовой ткани фелони и золотого шитья облачения. Святой представлен старцем с длинной, до середины груди, узкой клиновидной бородой. Правой рукой двуперстно благословляет, в левой на омофоре держит открытое Евангелие с текстом (Ин. 10:9–10). По краям в картушах – житийные сюжеты в сопровождении пространных надписей. Всего 12 клейм: рождение святого и Льва перед церковным начальством («вся священные степени законно прошед»); поставление во епископа; труды Льва-архиерея (на ступенях храма благословляет нищих и болящих, получающих милостыню); волхв Илиодор совращает народ; осуждённый на отсечение головы Илиодор сделался невидимым; Лев увещевает Илиодора отказаться «от злобы»; Илиодор искушает Льва и паству во время богослужения; Лев, помолившись в алтаре, укрощает Илиодора омофором; испытание огнём Льва и Илиодора; царь преклоняет колена перед Львом; чудеса, сотворённые Львом (исцеление больных и слепых, изгнание бесов, сокрушение идолов и капищ); погребение Льва и чудо исцеления кровоточивой жены от одра епископа. Между средником и клеймами нижнего ряда, в картушах, помещены тексты тропаря и кондака святому; внизу, в картуше с перечислением чудес, – надпись с датой создания образа. Икона с образом Льва из женского монастыря святого Иоанна Предтечи в Великом Устюге, в соборе которого был устроен северный придел во имя Льва (освящён в 1747 г.), очевидно, была связана с ктитором монастыря – устюжским купцом Л.А. Чалбышевым, соименником святого епископа. В московской церкви Покрова Пресвятой Богородицы в Филях в местном ряду иконостаса находится икона середины XIX в. «Святитель Лев Катанский и великомученица Параскева», заменившая, как полагают исследователи, первоначальную икону второй половины XVIII в., также с изображением небесного покровителя ктитора храма Льва Кирилловича Нарышкина. Единоличный образ святого был гравирован Иваном Фёдоровичем Зубовым (гравюра «Святой Лев Катанский», после 1721 г.).