Окончила курскую среднюю школу (1923) и поступила во 2-й МГУ, где начала работу в семинаре Л. С. Выготского. После окончания университета направлена в психоневрологическую школу-санаторий в деревню Анкудиновка Горьковской области воспитателем (с 1930 завуч). В связи с замужеством вернулась в Москву (1931).
Ассистент кафедры психологии в Академии коммунистического воспитания им. Н. К. Крупской (1931—1932). Старший научный сотрудник психологического сектора во Всеукраинской психоневрологической академии в Харькове (1932), преподаватель психологии в Харьковском медико-психологическом институте (1932—1934), старший научный сотрудник лаборатории педагогической психологии в московском Высшем коммунистическом институте просвещения (1935—1940), доцент кафедры психологии Полтавского (1938—1940) и Харьковского государственных педагогических институтов (1940—1941). Кандидат педагогических наук (1939).
Во время войны работала старшим преподавателем психологии и педагогики в Нижне-Ломовском учительском институте, начальником отделения трудовой терапии в Кыштымском эвакогоспитале № 3880 (1941—1944). Затем старший научный сотрудник, позднее профессор-консультант отдела детской психологии Института психологии АПН РСФСР (1944—1976). Доктор педагогических наук (1967), профессор (1968).
Основные труды по проблемам развития личности ребенка, формирования его мотивации, экспериментальному исследованию аффективных конфликтов, самооценок и динамики уровня притязаний в детском возрасте и др.
Основные труды Л. И. Божович и литературу о нем см. в Научной педагогической электронной библиотеке.