Его образ представлен на миниатюрах в Императорском Минологии второй четверти XI в. (Исторический музей), – под 22 февраля; в Императорском Минологии конца XI в. из Музея Бенаки в Афинах; в греко-грузинской рукописи конца XV в. (так называемой Афонской книге образцов – Российская национальная библиотека), – седовласый, с залысинами на лбу, борода окладистая, немного сужающаяся книзу; в светло-сиреневой фелони и голубом подризнике, с омофором, палицей, обеими руками держит кодекс; предположительно поясное изображение – на миниатюре в Минологии деспота Димитрия Палеолога (1322–1340 гг.) вместе с другим святителем и преподобным Тимофеем под 21 февраля (на полях подписано только имя преподобного Тимофея, и обозначена календарная дата) – высокий лоб с залысинами, седой, волосы слегка вьются у ушей, борода средней длины, облачён в серо-зелёную фелонь, с омофором, в покровенной левой руке – Евангелие. В настенных минологиях представлен в церкви великомученика Георгия монастыря Старо-Нагоричино, Македония (1317–1318 гг.), – по пояс, средовек с тёмными волосами и тёмной же длинной клиновидной бородой, в фелони, с омофором, покровенными руками держит Евангелие; в соборе Святой Троицы монастыря Козия, Румыния (между 1390 и 1391 гг.), – в рост; в церкви великомученика Георгия в селе Воронец, Румыния (около 1504 г. (?)); в церкви святителя Николая в Пелинове, Черногория (1717–1718 гг.), – полуфигура. В русской традиции Лев в минологиях устойчиво изображается под 20 февраля. Образ святого представлен на иконах: «Минея годовая» (первая половина XVI в., Музей икон, Рекклингхаузен); на иконе на февраль из комплекта миней (XVI в., Государственный Эрмитаж) – с длинной, ниже пояса, седой бородой, разделённой внизу на два крупных завитка; «Минея на февраль» (конец XIX в., частное собрание) – в повороте на три четверти, правой рукой благословляет, в левой на омофоре – Евангелие, облачён в красную фелонь. На гравированных святцах Григория Павловича Тепчегорского (1714, 1722 гг.) – в рост, в фелони, с омофором, в митре, правой рукой благословляет, в левой – раскрытый кодекс. Известные исследователям иконы с единоличным изображением Льва носят, как правило, патрональный характер. В мастерской невьянских иконописцев Богатырёвых была создана икона «Святой Лев Катанский, с житием» (1818 г., Свердловский областной краеведческий музей). Она предназначалась для домовой молельни екатеринбургского особняка купцов-старообрядцев Льва Ивановича Расторгуева и Петра Яковлевича Харитонова.