Лев Семенович (Симонович) Берг родился в 2 марта 1876 года в Бендерах Бессарабской губернии в семье нотариуса. Его отец, Симон Григорьевич Берг (родом из Одессы), был нотариусом; мать, Клара Львовна Бернштейн-Коган, - домохозяйкой. У него были младшие сёстры Мария (18 апреля 1878) и София (23 декабря 1879). Семья проживала в доме на улице Московской.

Уже в период обучения в гимназии (Кишинев, 1885-1894 гг.) Лев Семенович увлекся самостоятельным изучением природы. В 1894 году он поступил в Московский университет, где помимо учебы выполнил серию экспериментов по разведению рыб. Дипломная работа по эмбриологии щуки стала шестой печатной работой молодого ученого. После окончания с золотой медалью университета (1898 г.) Лев Семенович работал в Министерстве сельского хозяйства инспектором рыбных промыслов на Аральском море и Волге, исследовал степные озера, реки, пустыни.

В 1902-1903 годах Лев Берг продолжает образование в Бергене (Норвегия), а затем в 1904-1913 годах работает в Зоологическом музее Академии Наук. За магистерскую диссертацию "Аральское море", подготовленную в 1908 году, Л.С. Бергу была присуждена докторская степень.

В 1913 году Л.С. Берг переезжает в Москву, где получает место профессора в Московском сельскохозяйственном институте. В 1916 году он был приглашен на кафедру физической географии Петроградского университета, где проработал до конца своей жизни.

В период 1909-1916 гг. Л.C. Берг издал 5 монографий по ихтиологии водоемов России, но главным предметом его научных интересов становится физическая география. Лев Семенович создал теорию происхождения лесса, предложил первую классификацию природных зон азиатской части России.

Выдающемуся российскому ученому-энциклопедисту принадлежат около 1000 работ в различных областях наук о Земле, таких как климатология, биология, зоология, ихтиология, зоогеография, озероведение, теория эволюции, учение о ландшафтах, геоморфология, картография, геоботаника, палеогеография, палеонтология, экономическая география, почвоведение, этнография, лингвистика, истории науки. Полный список трудов Л.С. Берга до 1952 года включительно опубликован в книге «Памяти академика Л.С. Берга».

В климатологии Л.С. Берг дал классификацию климатов во взаимосвязи с ландшафтами, объяснял опустынивание деятельностью человека, а оледенение - "факторами космического порядка". В зоогеографии Берг предложил оригинальные механизмы распространения рыб и других водных животных. В частности, Лев Семенович показал локальное происхождение фауны Байкала, а формирование разнообразия фауны Каспийского моря, наоборот, объяснил миграцией видов по Волге в послеледниковый период.

В 1922 году в тяжелейших условиях военного коммунизма, "подогревая замерзающие чернила на огне коптилки", Л.С. Берг подготовил ряд работ по теории эволюции, в которых в изящной полемике с выводами Ч. Дарвина выдвинул эволюционную концепцию номогенеза (эволюции на основе закономерностей). Аполитичный Л.С. Берг на основе колоссального эмпирического материала отверг роль борьбы за существование как фактора эволюции, как в природе, так и в человеческом обществе.

Теория эволюции Л.С. Берга была подвергнута как конструктивной критике современных ученых (А. А. Любищев, Д. Н. Соболев и др.), так и жестокому идеологическому давлению со стороны догматической политической системы, в особенности после издания в 1926 году книги "Номогенез" на английском языке.

14 января 1928 года Л.С. Берг был избран членом-корреспондентом АН СССР по биологическому разряду Отделения физико-математических наук, а 30 ноября 1946 года – академиком АН СССР по Отделению геолого-географических (по специализации зоология, география). Исторические работы Л.С. Берга посвящены детальному описанию отечественных открытий в Азии, на Аляске и в Антарктике, изучению древних карт, культуре и этнографии малых народов, составлению биографических описаний знаменитых ученых. Л.С. Берг на основе анализа оригинальных документов последовательно отстаивал приоритет российских исследователей в открытии Антарктиды и указывал на необходимость комплексных исследований ледяного континента. Идеи и исторический подход Л.С. Берга способствовали развитию национальной позиции в области освоения Антарктики.

В период 1940-1950 гг. Л.С. Берг был Президентом Географического общества СССР.

Первая жена Л. С. Берга (в 1911-1913 годах) – Паулина Адольфовна Катловкер (27 марта 1881—1943), младшая сестра известного издателя Б. А. Катловкера. Дети – географ Симон Львович Берг (1912, Санкт-Петербург - 17 ноября 1970) и генетик, литератор, доктор биологических наук Раиса Львовна Берг (27 марта 1913 - 1 марта 2006). В 1922 году Л. С. Берг повторно женился на преподавателе Петроградского педагогического института Марии Михайловне Ивановой.

Лев Семенович Берг скончался 24 декабря 1950 года в Ленинграде и похоронен на Литераторских мостках Волковского кладбища. В 1951 году Л.С. Бергу присуждена Государственная премия СССР (посмертно) за классический трехтомник по ихтиологии (1949 г.).

Именем Л.С. Берга названы:

• Горы Льва Берга (67° 42' ю.ш., 48° 55' в.д. 14 миль к югу от мыса Буромского, полуостров Крылова) - горы на Берегу Георга V, Земля Виктории, Восточная Антарктида. Названы в 1959 г.;
• мыс Берга - мыс на Севере острова Октябрьской Революции архипелага Северная Земля. Назван в 1913 г.;
• мыс Берга - мыс на острове Земли  Георга, архипелаг Земля Франца-Иосифа. Назван в 1953 г.;
• пик Берга и ледник Берга на Памире;
• вулкан Берга на острове Итуруп;
• научно-исследовательское судно "Академик Берга".

Его имя вошло в латинские названия более 60-и животных и растений, например, в его честь назван глубоководный скат.

Город Бендеры — родина советского учёного-энциклопедиста, физико-географа и биолога Льва Семеновича Берга. В 1959 году, в Бендеры приезжала вдова покойного учёного, Мария Михайловна Иванова. Она нашла и указала городским властям дом, где родился Берг. Тогда же и появилась мемориальная доска на доме, который находится на ул. Московской.

28 февраля 1996 года, в г. Бендеры, одна из улиц микрорайона города — Борисовки — была названа именем Берга. 22 февраля 2005 года, Министерством юстиции ПМР, в городе Бендеры был зарегистрирован Общественный Образовательный Фонд им. Академика Л. С. Берга. Администрация и жители города изъявили желание организовать музей в доме Берга, однако в данном доме проживают две семьи, которым, для этого, необходимо предоставить другое жильё. Поэтому, на данный момент, вопрос о создании музея им. Берга остаётся нерешённым.

Запись Мировые знаменитости родом из Молдовы: Лев Берг — Президент Географического общества СССР впервые появилась Locals.