Родился 22 августа в Петербурге в семье военного. В годы гражданской войны потерял родителей и в 1921 году попал в школу имени Достоевского для беспризорных. Об этой школе рассказано в первой книге Пантелеева - “Республика Шкид”. Воспоминания об этой школе легли в основу очерков “Последние халдеи” (1939) и рассказов “Карлушкин фокус”, “Портрет”.

Пантелеев стремился, чтобы детская книга была книгой глубокого содержания, “где были бы и юмор, и героика, и лирика, и настоящие человеческие страсти, и большая мысль”. Этими качествами книги Пантелеева заслужили свою популярность.

В 1930 - 40 ряд своих произведений объединил в цикл “Рассказы о подвиге: “Пакет” (1932), рассказывающий о гражданской войне, “Ночка” (1939), “Гвардии рядовой” (1943), посвященный событиям Отечественной войны, “Новенькая”, “Платочек” (1952), знаменитый рассказ “Честное слово” (1941).

Некоторые повести и рассказы Пантелеева были экранизированы ("Часы", “Честное слово”, “Республика Шкид”, “Пакет” и др.).

Умер Л.Пантелеев в 1987 году в Москве.