Родился в бедной дворянской семье. Учился в Царскосельском лицее. Служил в канцелярии московского генерал-губернатора. Сотрудничая с 1841 в “Москвитянине” (стихи, переводы, драма “Царская невеста”). Мей сблизился с М. П. Погодиным и тесно сошелся с кружком молодой редакции “Москвитянина” ( Ап. Григорьев, Островский и др.). В 1853 Мей переселился в Петербург, отдавшись исключительно литературной работе.
Переводил Шиллера, Генриха Гейне, Пьера Жана Беранже, Джорджа Гордона Байрона, Адама Мицкевича, Анакреона, Тараса Шевченко.
На сюжеты драм в стихах “Царская невеста” (1849), “Псковитянка” (1849-1859) и “Сервилия” написаны оперы Н. А. Римского-Корсакова.
Сборники его произведений были представлены в библиотеке Чайковского. Отдельные стихотворения Мея рекомендовала композитору для его романсов Н. Ф. фон Мекк.
Стихотворение Льва Мея “Избавитель” было напечатано во втором томе “Великокняжеской, царской и императорской охоты на Руси” и проиллюстрировано Николаем Самокишем.
Был похоронен на Митрофаниевском кладбище Санкт-Петербурга, в 1935 году захоронение было перенесено на Литераторские мостки.