Лев Термен родился в 1896 году в Петербурге в русской дворянской православной семье с немецкими и французскими корнями (по-французски родовая фамилия писалась как Theremin).Проявив склонности к музыке и естественным наукам, Лев Термен поступил одновременно в консерваторию и на физико-математический и астрономический факультеты Петербургского университета.
В 1916 году был призван в армию, но на фронты Первой Мировой войны не попал. Его направили на ускоренную подготовку в Николаевское инженерное училище, а затем на офицерские электротехнические курсы. Служил в электротехническом батальоне, обслуживавшем Царскосельскую радиостанцию под Петроградом.
В начале 1919 года был арестован по подозрению в участии в белогвардейском заговоре, но весной 1920 года был выпущен без приговора суда. После освобождения был взят на работу Абрамом Иоффе в Радиологический институт. Там он изобрёл первый в мире электронный музыкальный инструмент, названный в честь него терменвоксом. Особенностью этого инструмента было то, что звуки из него извлекались без прикосновения рук. Инструмент настолько понравился Ленину, что он дал «добро» на гастроли Термена и распорядился выдать ему бесплатный железнодорожный билет «для популяризации нового инструмента» по всей стране.
В дальнейшем Термен уехал в США, где основал фирму по производству терменвоксов и охранной сигнализации. Так же работал на советскую разведку.
После возвращения из США в 1939 году был арестован и работал в «шарашках» до 1947 года, где разработал устройство прослушки путём сканирования колебания стёкол, за что получил Сталинскую премию первой степени.
После освобождения работал до конца своей жизни и умер в 1993 году в возрасте 97 лет.
