В 1916 году окончил Петербургскую консерваторию по классу виолончели, параллельно обучаясь на физико-математическом факультете Санкт-Петербургского университета (СПбУ). В университете Льву Термену довелось слушать лекции по физике приват-доцента А. Ф. Иоффе. Однако со второго курса университета в том же 1916 году его призвали в армию и направили на ускоренную подготовку в Николаевское инженерное училище. Потом были Офицерские электротехнические курсы. Будучи уже младшим офицером запасного электротехнического батальона, Лев Сергеевич обслуживал самую мощную в то время Царскосельскую радиостанцию под Петербургом.

И тут пришёл гегемон, Петербург стал Петроградом, а Лев Термен после Октябрьского переворота 1917 года продолжил работу на той же радиостанции, но позже был направлен на службу в московскую военную радиолабораторию.

В 1919 году Лев Термен стал заведующим лабораторией Петроградского физико-технического института. Его как специалиста по радиотехнике пригласил на работу к себе в институт А. Ф. Иоффе. Новому сотруднику была поставлена задача измерения диэлектрической постоянной газов при различных давлениях и температурах. Первый вариант измерительной установки Термена представлял собой генератор электрических колебаний на катодной лампе. Испытуемый газ в полости между металлическими пластинами был элементом колебательного контура, т.е. конденсатором, вляющим на частоту электрических колебаний. В процессе работы над повышением чувствительности установки возникла идея объединения двух генераторов, один из которых давал колебания определённой неизменной частоты. Сигналы от обоих генераторов подавались на катодное реле, на выходе которого формировался сигнал с разностной частотой. Относительное изменение разностной частоты от параметров испытуемого газа было намного больше. При этом, если разностная частота попадала в звуковой диапазон, то сигнал можно было принимать на слух.

И вот наступил важный для изобретателя 1920 год. У него родился новый по всем параметрам оригинальный уникальный электромузыкальный инструмент «Терменвокс», сделавший Льва впоследствии очень известным. В 1921 году Лев Термен встречался с Лениным на VIII Всероссийском электротехническом съезде. Изобретение Термена привело Ленина в восторг, а в Лениниаде описана встреча вождя пролетариата с Терменом в Кремле в марте 1922 года. Во время встречи Лев Сергеевич демонстрировал Ленину своё изобретение, попутно объясняя принцип его работы, а Владимир Ильич не щадя живота своего пытался изобразить на терменвоксе архиважную для народа песню Глинки «Жаворонок». Тогда же Термен устроил презентацию основанного на том же принципе прототипа устройства охранной сигнализации, чем и заслужил милость лидера. Принципы работы охранной системы, реагирующей на приближение человека к охраняемому объекту, были заимствованы как раз из терменвокса. Такой системой был оборудован Кремль и Эрмитаж, а позднее и зарубежные музеи.

Будучи весьма разносторонним и умным человеком, Термен изобрёл множество различных автоматических систем, таких как автоматические двери, автоматы освещения и прочее, а так же систем охранной сигнализации. Параллельно с 1923 года сотрудничал с Государственным институтом музыкальной науки в Москве, а с 1923 по 1929 гг. работал в Ленинградском политехническом институте.

В 1925-1926 годах изобрёл одну из первых телевизионных систем, точнее, электромеханический телевизор, переведённое название которого стало «Дальновидение». Демонстрация телека собственной разработки отцу всех народов тов. Сталину произошла в следующем 1927 году. В том же году Термен получил приглашение на международную музыкальную выставку во Франкфурте-на-Майне. Доклад Термена и демонстрация его изобретений пользовались огромным успехом и принесли ему всемирную известность. Успех его концерта на музыкальной выставке таков, что Термена засыпают приглашениями. Дрезден, Нюрнберг, Гамбург, Берлин провожают его овациями и цветами. Восторженны отзывы слушателей возносят Термена на небывалые высоты, а его новый саунд называют не иначе как «Музыкой воздуха», «Музыкой эфирных волн», «Музыкой сфер»… Музыканты же отмечают, что идея виртуоза не скована инертным материалом, а он затрагивает пространства. Непонятность, откуда идёт звук, потрясает воображение. Кто-то называет терменвокс «Небесным инструментом», кто-то «Сферофоном». Поражает тембр, одновременно напоминающий и струнные, и духовые инструменты, и даже какой-то особенный человеческий голос, словно выросший из далёких времён и пространств!

В 1928 году Термен, оставаясь гражданином СССР, переезжает в США, что само по себе уже чудо. По приезде в штаты он запатентовывает как терменвокс, так и свою систему охранной сигнализации, что доказывает прагматичность ума Льва Сергеевича. Редкий случай для страны советов. Сколько незапатентованных открытий отечественных учёных пропало даром! Из-за такой безалаберности и подчинению системе правообладателями изобретений стали «чуждые элементы» из-за бугра, присвоивавшие и запатентовавшие их. Но Термен взял да и продал лицензию на право серийного выпуска упрощённой версии терменвокса компании RCA (Radio Corporation of America), что его продукт разошёлся по всему миру, чего нельзя было ожидать от производства в СССР.

В штатах Лев Термен организовал компании «Teletouch» и «Theremin Studio» и арендовал в Нью-Йорке на 99 лет (если бы на 100 лет, то это место было бы его навечно!) шестиэтажное здание для музыкально-танцевальной студии. Это дало возможность создать в США торговые представительства СССР, под крышей которых могли работать советские разведчики под хорошим прикрытием.

С 1931 по 1938 годы Термен является директором «Teletouch Inc». Тогда же он разрабатывает системы сигнализаций для знаменитых американских тюрем Синг-Синг и Алькатрас. Вскоре Лев Термен становится очень популярным в Нью-Йорке человеком. Его студию посещают Джордж Гершвин, Морис Равель, Яша Хейфец, Иегуди Менухин, Чарли Чаплин, Альберт Эйнштейн и другие. В круг его знакомых входят финансовые магнаты Джон Рокфеллер и будущий президент США Дуайт Эйзенхауэр… Инструменты же ЛьваТермена использовались для озвучивания многих кинофильмов в Америке. Музыкальные произведения Термена исполняли лучшие музыканты Нового света (Н. Слонимский, Л. Стоковский). Его хорошо знал Дмитрий Шостакович. В эти годы Лев Сергеевич разводится со своей первой женой Екатериной Константиновой и женится на Лавинии Вильямс, танцовщице первого американского негритянского балета.

Но, как обычно бывает с нашими людьми за границей, тут не обошлось без шпионских страстей. Предлагаю альтернативную версию развития событий, касаемых похождений Термена в 1935 году:

Есть информация, что именно в этом году он был похищен ОГПУ (по другим данным он сотрудничал с ОГПУ) и вывезен в СССР со всем своим оборудованием. В Москве Лев работал в закрытом конструкторском бюро, где разрабатывал аппаратуру для беспилотного самолета. Согласно воспоминаниям Термена, напечатанным в 1989 г. в газете «Совершенно секретно», по указанию Л.П. Берии он создал подслушивающее устройство «Буран» и установил микрофоны для прослушивания квартиры Сталина. Термену вменялось в обязанность не только прослушивать записанные плёнки, но и очищать их от помех и посторонних шумов. Аппаратура, спроектированная Терменом, позволяла фиксировать разговоры, происходящие на любом этаже здания. В качестве мембраны использовалось оконное стекло, световой луч считывал звуковые колебания стекла и преобразовывал их в электрические сигналы. Диапазоном действия устройства был один километр. С помощью изобретения Термена Берия отслеживал, таким образом, разговоры Сталина на ближней даче.

Идея подслушивания была наверняка заимствована у самого Сталина. Будучи главой НКВД, Берия не мог не знать, что вождь прослушивает телефонные разговоры даже по «вертушке» (автоматическая телефонная станция с ограниченным числом номеров, предназначенная для обеспечения конфиденциальности разговоров правительственного и партийного руководства). Такие телефоны устанавливались в кабинетах членов ЦК, наркомов и их заместителей; у членов Политбюро и на их квартирах. Б.Г. Бажанов пишет: «В деле борьбы Сталина за власть этот секрет — один из самых важных: он дает Сталину возможность, прослушивая разговоры всех Троцких, Зиновьевых и Каменевых между собой, всегда быть в курсе того, что они затевают, что они думают, а это оружие колоссальной важности. Сталин среди них один зрячий, а они все слепые» (Бажанов Б.Г. Воспоминания бывшего секретаря Сталина. М., 1990. С. 56-57).

По официальной версии в 1938 году Термена отозвали в Москву. Он тайно уехал из США, оформив на имя владельца фирмы «Teletouch» Боба Зинмана доверенность распоряжаться его имуществом и управлять патентными и финансовыми делами. Термен хотел взять с собой в СССР и жену Лавинию, но ему отказали, заявив, что она приедет к нему позже. Когда за ним пришли, Лавиния случайно оказалась дома, и у неё создалось впечатление, что мужа увели насильно. С тех пор и до конца 1960-х годов Термен числился в Америке умершим, и многие годы в энциклопедических справочниках рядом с его фамилией стояли даты «1896-1938».

В Ленинграде Термен безуспешно пытался устроиться на работу, потом переехал в Москву, но работу там также не нашёл, а в марте 1939 года чекисты его арестовали. И тут есть несколько версий того, какое обвинение ему предъявили:

Согласно одной из них, он обвинялся в причастности к фашистской организации, согласно другой — в подготовке убийства Кирова. Его вынудили оговорить себя, что группа астрономов из Пулковской обсерватории готовилась поместить фугас в маятник Фуко, а Термен должен был послать из США радиосигнал и взорвать фугас, как только к маятнику подойдёт Киров. Особое Совещание при НКВД СССР приговорило Термена к восьми годам лагерей, и его отправили в лагерь на Колыму. Хотя, вообще-то, с такими обвинениями при Советах расстреливали…

Первое время Термен отбывал срок в Магадане, работая бригадиром строительной бригады. Многочисленные рационализаторские предложения Термена привлекли к нему внимание администрации лагеря, и уже в 1940 году он был переведён в туполевское конструкторское бюро ЦКБ-29 (в так называемую «Туполевскую шарагу» на Яузе), где проработал около восьми лет. Здесь его ассистентом был Сергей Павлович Королёв, впоследствии ставший знаменитым на весь мир конструктором космической техники. Одним из направлений деятельности Термена и Королёва была разработка беспилотных летательных аппаратов, праобразов современных управляемых по радио крылатых ракет.

9 февраля 1945 года приглашённому на празднование 20-летия пионерского лагеря «Артек» послу США Авереллу Гарриману было подарено деревянное панно, изготовленное из ценных пород дерева (сандала, самшита, секвойи, слоновой пальмы, парротии персидской, красного и чёрного дерева, чёрной ольхи) с изображением Большой печати США. В него было вмонтировано разработанное Терменом подслушивающее устройство — эндовибратор «Златоуст», — позволившее почти восемь лет прослушивать разговоры в рабочем кабинете посла. Конструкция жучка оказалась настолько удачной, что при обследовании подарка американские спецслужбы ничего не заметили. После обнаружения «жучок» был представлен в ООН в качестве доказательства разведывательной деятельности СССР, однако принцип его действия ещё несколько лет оставался неразгаданным.

В 1946 году Термен за очередную свою шпионскую разработоку — подслушивающая систему «Буран», — считывающую с помощью отражённого инфракрасного луча вибрации стекла в окнах прослушиваемого помещения, был представлен к Сталинской премии Второй степени, но Сталин, визировавший списки награждённых, собственноручно исправил вторую степень на Первую. И вот бывший з/к Термен стал в 1947 году Лауреатом Сталинской премии Первой степени. В том же 1947 году он был реабилитирован и продолжил работу в закрытых конструкторских бюро в системе НКВД СССР, где занимался, в частности, разработкой подслушивающих систем.

В 1948 году у него и его третьей жены Марии Гущиной (и это при ещё живой Лавинии Уильямс) рождаются первые его официальные дети: Наталья и Елена Термен.

С 1964 по 1967 год Термен работал в лаборатории МГК имени П. И. Чайковского, посвятив все силы разработке новых электромузыкальных инструментов, а также восстановлению всего того, что успел изобрести в 1930-е годы. По некоторым данным, в этот период Термен работал на общественных началах, т.е. безвозмездно. С 1966 года он является научным сотрудником кафедры Акустики физического факультета МГУ им. Ломоносова.

В 1967 году оказавшийся в консерватории музыкальный критик Гарольд Шонберг узнал во встреченном там человеке Льва Термена. В США считали, что он погиб в ГУЛАГе, и новость сразу напечатали в газете «The New York Times». Публикация в буржуазной прессе вызвала негодование советского руководства. Студию Термена закрыли, а все его инструменты изрубили топором и выбросили. Из консерватории он был уволен (по другим данным его ушли на пенсию). Не без труда он устроился на работу в лабораторию при Физическом факультете МГУ. В главном здании МГУ Лев Сергеевич проводил семинары для желающих послушать о его работах, изучить терменвокс, но его семинары посещали всего несколько человек. Формально Термен числился на должности механика физического факультета МГУ, однако фактически продолжал самостоятельные научные исследования. Активная научная деятельность Л.С. Термена продолжалась практически до самой его смерти.

В 1989 году состоялась его поездка вместе с дочерью Натальей Термен на фестиваль в городе Бурж (Франция). В том же 1989 году в Москве состоялась встреча двух родоначальников электронной музыки: Льва Сергеевича Термена и английского музыканта Брайана Ино.

В 1991 году будучи глубоким стариком он вместе с дочерью Натальей Термен и внучкой Ольгой Термен посетил США по приглашению Стэнфордского университета и там, помимо прочего, встретился с Кларой Рокмор. Он посетил свою бывшую студию, повстречал своих учеников и получил премию за свои изобретения.

В марте 1991 года, в возрасте 95 лет, вступил в КПСС. На вопрос, зачем он вступает в разваливающуюся партию, Термен отвечал: «Я обещал Ленину». Для вступления в КПСС Лев Сергеевич в свои 90 лет пришёл в партком МГУ, где ему сказали, что для вступления в партию необходимо отучиться на кафедре марксизма-ленинизма в течение года, что он и сделал, сдав все экзамены.

В 1992 году неизвестные (?) разгромили комнату-лабораторию на Ломоносовском проспекте, которая была выделена московскими властями по ходатайству В. С. Гризодубовой. Были разбиты все его уцелевшие инструменты и выкрадена часть архивов. Милиция, разумеется, преступление не раскрыла…

В 1992 году в Москве был создан «Термен-центр», ставящий главной своей задачей поддержку музыкантов и звуковых художников, работающих в области экспериментальной электроакустической музыки. На просьбу Льва Термена убрать его имя из названия, поскольку не имел к нему никакого с его точки зрения отношения, руководители центра не отреагировали.

В 1994 году снят документальный биографический исторический фильм «Лев Термен: Электронная одиссея / Theremin: An Electronic Odyssey», США-Великобритания. Его слоган: «The Music He Created Was Strange. His Life Was Even Strange».

До самой смерти Лев Термен был полон энергии и даже шутил, что он бессмертен. В доказательство он предлагал прочитать свою фамилию наоборот: «Термен — не мрёт». Скончался Лев Сергеевич в Москве 3 ноября 1993 в возрасте 97 лет. Как писали позднее газеты: «В девяносто семь лет Лев Термен ушел к тем, кто составлял лицо эпохи, но за гробом, кроме дочерей с семьями и нескольких мужчин, несущих гроб, никого не было…». Похоронен на Кунцевском кладбище.

Семья Льва Сергеевича:
Екатерина Константинова — жена в первом браке (детей не было); Лавиния Уильямс — жена во втором браке (детей не было); Мария Гущина — жена в третьем браке; Наталья Термен — дочь; Елена Термен — дочь; Мария Термен — внучка; Ольга Термен — внучка; Пётр Термен — правнук. В настоящее время Наталья Термен продолжает свою работу по развитию максимальных музыкальных возможностей и исполнительской культуры терменвокса.

Интересные факты:
• На терменвоксе пробовали играть Альберт Эйнштейн и Чарли Чаплин.
• Впервые настройку терменвокса по ширине ладони использовала дочь Льва Термена Наталья Термен. Сейчас этим способом пользуются многие терменвоксисты со всего мира. При такой настройке между «закрытым» и «открытым» положением руки расположена октава.
• Одними из первых в рок-музыке терменвокс как лидирующий инструмент использовала американская группа Lothar and the Hand People, выпустившая в 1968-1969 годах два альбома в стиле спейс-психоделии. Причём «Лотар» было имя собственное терменвокса, а сами музыканты позиционировали себя как «первая в мире группа, фронтменом которой является не музыкант, а музыкальный инструмент».
• В 2001 году терменвокс-концерт исполнялся в рамках межзвёздного радиопослания «Детское послание» к другим цивилизациям по программе METI.
• В октябре 2010 года открылся первый русскоязычный портал о терменвоксе: «Theremin Times».
• В конце августа 2011 года в Москве прошёл первый музыкальный фестиваль современной терменвокс-культуры. «ТЕРМЕНОЛОГИЯ / THEREMINOLOGY» — первый фестиваль терменвокса в России.
• Вступительный ролик к британскому телесериалу «Доктор Кто» исполняется на терменвоксе.
• С октября 2011 года в Москве функционирует проект «Терменация». Каждые две недели проходят бесплатные мастер-классы и лекции, посвященные терменвоксу и Льву Термену.
• В романе Томаса Харриса «Ганнибал» главный герой осваивает игру на терменвоксе.
• В телесериале «Теория большого взрыва» Шелдон Купер играет на терменвоксе, в том числе исполняет фрагмент песни «Nobody Knows the Trouble I’ve Seen».
• В сериале «Убийства в Мидсомере» во время титров звучит мелодия, исполняемая на терменвоксе.
• Матремин, музыкальный инструмент (терменвокс с одной антенной в виде русской матрешки), созданный японским терменвоксистом, Масами Такеучи в 2003 году.
• В фильме «Ангелы революции» герои играют на терменвоксе.
• В сериале «Американская история ужасов: Шабаш» Миртл Сноу любила играть на терменвоксе.
• В одной из серий сериала «Теория большого взрыва» (4 сезон) Шелдон Купер играет на терменвоксе.
• Дочь Льва Термена, Наталья и правнук Петр являются исполнителями на терменвоксе и создателями Школы терменвокса в России.
• Единственная школа терменвокса в постсоветском и европейском пространстве: Russian Theremin School находится в Москве и Санкт-Петербурге под руководством Петра Термена.
• В Японии существует своя школа терменвокса под руководством Масами Такэути.
• В 2006 году Пермский театр «У Моста» поставил спектакль «Термен» по пьесе чешского драматурга Петра Зеленки. Спектакль затрагивает самый интересный и драматичный период жизни Термена — работу в США.
• Активным пропагандистом инструмента и исполнителем на терменвоксе является правнук Льва Термена Пётр Термен.
• Поклонником Термена является пионер электронной музыки Жан-Мишель Жарр. Жарр играет на терменвоксе на живых выступлениях, использует инструмент в композициях студийных альбомов. Фрагменты интервью Льва Термена использованы в совместной композиции «Switch on Leon» Жарра и The Orb альбома «Electronica 2: The Heart of Noise».