İkisi de tanınmış şair olan Nikolay Gumilyov ve Anna Akhmatova`nın oğlu olarak St. Petersburg`da doğdu. Lev 7 yaşındayken boşandılar. Babası anti bolşevik hareketlerinden dolayı öldürüldüğünde sadece 9 yaşındaydı.1930`lı yıllarda annesinin hükümetle olan sorunları yüzünden Leningrad Üniversitesi`nden çıkartıldı ve gençliğinin büyük bölümünü geçirdiği, 1938`den 1956`ya kadar, Gulaglara gönderilmek üzre sınır dışı edildi. Daha sonraKızıl Ordu`ya girdi ve Berlin Muharebesi`ne katıldı. . Güvenli birşekilde ordudan ayrılmasını sağlamak için annesi Anna Ahmatova zoraki olarak Stalin`e övgü dolu yayınlar yaptıysa da, başarı sağlayamadı. İlişkileri gerginkaldı, gençliğinde yaşadığı sorunlar için annesini suçladı.
Stalin`in ölümünden sonra Hermitage Müzesi`ne girdi, müdürü Mikhail Artamonov rehberi olarak Onu takdir ediyordu. Artamonov`un direktörlüğünde Kazar çalışmaları yapıp, bozkır insanlarıyla ilgilendi. 1960 yılında Leningrad Üniversitesi`nde konferanslara başladı. İki yıl sonra Eski Türkler ile ilgili doktora tezini yaptı. 1960`lı yıllardan sonra, Coğrafya enstitüsünde bu sefer konusu Coğrafya olan başka bir doktora tezi hazırladı.
Onun fikirlerinin, Sovyetlere ait resmi doktrin ile geri çevirilmesine ve monografilerinin çoğunun yayınlanmasının yasak olmasına rağmen, Gumilyov özellikle Perestroika yıllarında ilgi çekmeyi başardı. Popülaritesinin bir göstergesi olarak, Kazakisan başkanı Nursultan Nazarbayev,yeni Kazak başkenti Astana`da tam sarayının karşısına Lev Gumilyov Avrasya Universitesini inşa ettirdi.