Лев Абрамович Кассиль родился 10 июля 1905 года в Покровской слободе Самарской губернии, ныне это город Энгельс Саратовской области. Его отец Абрам Григорьевич работал акушером-гинекологом в волостной Покровской больнице, мать Анна Иосифовна преподавала музыку, а затем стала зубным врачом. Младший брат Иосиф был для будущего писателя лучшим другом и товарищем по детским играм; близкие отношения братьев сохранялись всю жизнь.
С детства он рос увлекающимся и разносторонним: рисовал, музицировал, много читал, мастерил модели кораблей. В 1914 году поступил в Покровскую мужскую гимназию, позже переименованную в Единую трудовую школу. Уже школьником сотрудничал с детской библиотекой-читальней, вел кружки и выпускал рукописный журнал, где сам был редактором и художником.
После окончания школы в 1923 году он получил направление в вуз за активную общественную работу, переехал в Москву и поступил в МГУ. В литературе он стал известен прежде всего как детский писатель, но также писал очерки, репортажи и произведения о спорте.