Лев Лопатин родился 13 июня 1855 года в городе Москва. В 1875 году поступил на историко-филологический факультет Московского университета. После окончания университета был оставлен при кафедре философии для подготовки к профессорскому званию.
С 1885 года он - приват-доцент, а с 1892 - экстраординарный профессор университета. Защитил в 1886 году магистерскую и в 1891 году докторскую диссертации.
С 1894 года - соредактор журнала «Вопросы философии и психологии». С 1899 года - председатель Московского психологического общества. Основной философский труд Лопатина - «Положительные задачи философии», в который вошли его магистерская и докторская диссертации. Среди наиболее серьезных работ Лопатина - «Вопрос о свободе воли», «Критика эмпирических начал нравственности», «Научное мировоззрение и философия», «Настоящее и будущее философии», «Спиритуализм как монистическая система философии».
Лопатин определял собственную систему, как конкретный спиритуализм или персоналистическую метафизику. Он разделял вывод своего друга В.С. Соловьева о кризисном состоянии европейской философии второй половины 19 века. Лопатин видел причину в отказе современной философии от онтологизма и в превращении ее в «служанку» уже не богословия, а науки. Опыт отрицания метафизической традиции оказался чреват утратой философским знанием подлинной самостоятельности и даже идентичности.
Лопатин по сути ставил и решал задачу «возрождения» метафизики. Метафизическое знание в его трактовке существует в двух вариантах: ориентированном на рациональное обоснование неопытных истин или основанном на вере в некоторые логически не доказанные принципы. Классическими типами онтологии разума Лопатин считал рационалистические системы Спинозы и Гегеля. Универсальная духовность бытия, по убеждению Лопатина, позволяет признать реальность человеческой свободы, а вместе с ней возможность подлинно нравственных и подлинно творческих действий.
Лев Михайлович Лопатин скончался 21 марта 1920 года в Москве.