Лев Лопатин родился 13 июня 1855 года в Москве. В 1875 году он поступил на историко-филологический факультет Московского университета. После успешного завершения университета, его оставили при кафедре философии для подготовки к профессорскому званию.
С 1885 года Лопатин работал приват-доцентом, а с 1892 года стал экстраординарным профессором университета. Он защитил магистерскую диссертацию в 1886 году и докторскую в 1891 году.
С 1894 года Лопатин был соредактором журнала «Вопросы философии и психологии». С 1899 года он занимал должность председателя Московского психологического общества. Одним из основных философских трудов Лопатина была «Положительные задачи философии», включающая его магистерскую и докторскую диссертации. Среди других значимых работ Лопатина можно выделить «Вопрос о свободе воли», «Критика эмпирических начал нравственности», «Научное мировоззрение и философия», «Настоящее и будущее философии», а также «Спиритуализм как монистическая система философии».
Лопатин формулировал собственную систему, описываемую как конкретный спиритуализм или персоналистическая метафизика. Он разделял точку зрения своего друга В.С. Соловьева относительно кризиса европейской философии во второй половине XIX века. Лопатин видел причину кризиса в отказе современной философии от онтологизма и ее трансформации в «служанку» не богословия, а науки. Он считал, что отказ от метафизической традиции приведет к утрате философского знания подлинной самостоятельности и идентичности.
В своей работе Лопатин стремился к «возрождению» метафизики. По его трактовке, метафизическое знание существует в двух вариантах: ориентированное на рациональное обоснование неопытных истин или основанное на вере в логически не доказанные принципы. Он рассматривал системы Спинозы и Гегеля как классические типы онтологии разума. Убежденный в универсальной духовности бытия, Лопатин считал, что это позволяет признать реальность человеческой свободы и, следовательно, возможность подлинно нравственных и творческих действий.
Лев Михайлович Лопатин скончался 21 марта 1920 года в Москве.