Stejně jako mnoho jeho kolegů, kteří se pohybovali ve světě animovaných filmů, i moskevský rodák Lev Konstantinovič Atamanov, prošel více profesí, než se stal režisérem. V roce 1926 ukončil studium na První národní filmové škole, kde studoval ve třídě Lva Kulešova, kde získal titul filmového režiséra. Od roku 1927 začal pracovat ve filmu; nejprve jako pomocný režisér, později jako umělecký tvůrce a animátor. Od roku 1928 pracoval jako pomocný režisér ve filmovém závodu 'Gosvojenkino', od roku 1931 jako samostatný režisér animovaných filmů. Byl prvním režisérem animovaného arménského filmu, v Arménii působil v letech 1936-1948.
Od roku 1948 potom působil ve studiu Sojuzmultfilm. Od počátku padesátých let spolupracoval s umělci jako A. V. Vinokurovem, B. D. Kornějevem a dalšími. Byl představitelem Byra tvůrčí sekce a členem Umělecké rady Sojuzmultfilmu. Atamanově umělecké činnosti věnoval Garri Bardin jeden z dílu svého cyklu kreslených filmů SVĚT ANIMACE NEBO ANIMACE SVĚTA (2001).
Mnoho Atamanových filmů získalo ocenění na mezinárodních filmových festivalech, film ZLATÁ ANTILOPA (1954) získal cenu na filmovém festivalu v Cannes, zlatá antilopa sama se potom stala filmovou cenou na festivalu kresleného filmu. Dalšími jeho oceněnými filmy jsou SNĚHOVÁ KRÁLOVNA (1957) podle Andersenovy předlohy, nebo SKAMEJKA (Lavička) z roku 1967, která je filmovou podobou karikatur dánského umělce a karikaturisty Helrufa Bidstupa, jde o humorné příběhy odehrávající se na jedné lavičce v městském parku.
Jeho smrtí odešla ze světa animovaných filmů velká osobnost, člověk, který byl svým dílem schopen vrátit do časů dětství i životem okoralého cynika. Lev Konstatninovič Atamanov je pohřben na arménském hřbitově v Moskvě.