Lev Koulidjanov étudie au VGIK, l'école de cinéma de Moscou, où il a pour professeur Serguei Guerassimov. En 1954, il réalise Damy d'après Tchekhov.

Il est sélectionné au Festival de Cannes pour La Maison natale et Quand les arbres étaient grands qui mettent en valeur les gens simples d'Union soviétique, dans la tradition du réalisme socialiste de l'époque. En 1969, il réalise une version de Crime et châtiment.

Professeur au VGIK, il devient directeur de l'Union des cinéastes et député du Soviet suprême.