Родился в Кинешма.

На момент гибели
- командир батареи, помощник начальника штаба 84-й гвардейский артиллерийский полк 34-й гвардейской стрелковой дивизии, гвардии капитан.

Родился 6 июля 1919 года в городе Кинешме, ныне Ивановской области. Русский. В 1937 году окончил школу №4. Учебу продолжил в Ленинградском индустриальном институте, на электромеханическом факультете, окончил три курса.

В марте 1941 года поступил 2-е Ленинградское Краснознаменное Артиллерийское училище. Курсантом встретил начало Великой Отечественной войны. Офицером тогда не стал.

С первых дней войны участвовал в боях с фашистскими захватчиками на Западном фронте. В августе 1941 год получил легкое. С октября 1941 года воевал на Юго-Западном фронте, в марте 1942 года второй раз был ранен, на этот раз тяжело. После госпиталя направлен военное училище. В феврале 1943 года окончил ускоренный курс 2-го Киевского артиллерийского училища, эвакуированное в Саратовскую область. Лейтенант Тихомиров был направлен на Южный фронт. Был направлен в 84-й гвардейский артиллерийский полк 34-й гвардейской стрелковой дивизии. В составе этой части прошел оставшийся боевой путь.

К лету 1943 года гвардии старший лейтенант Тихомиров командовал батареей. Успешно действовал в боях при прорыве оборонительных рубежей противника на реках Миус и Молочная, форсировании водных рубежи. Был представлен к награждению орденом Красного Знамени.

Из наградного листа: "17 июля 1943 года и 18 июля 1943 года западнее с. Дмитриевка огнем своей батареи отразил 5 контр. атак танков и пехоты противника, уничтожил при этом два танка в районе выс. 213,9 сто пятьдесят гитлеровцев, сжег три автомашины, подавил огонь одной артиллерийской и 2-х минометные батарей, которые мешали продвижению нашей пехоте, в результате чего наши части успешно пробирались вперед"

Представление поддержал командир дивизии, но в штабе стрелкового корпуса статус награды был значительно понижен и первой наградо офицера стала медаль "За отвагу".

В дальнейшем в составе полка участвовал в ожесточённых боях по ликвидации никопольского плацдарма противника на левом берегу Днепра. С начала августа 1943 года дивизия участвовала в Донбасской операции и форсировании Днепра. В этих боях заслужил боевой орден - Красной Звезды (был представлен к награждении орденом Отечественной войны 1-й степени)

Из наградного листа: "В период преследования отступающего противника в районах Орджоникидзе, Сталино, хутор Вишневый, тов. Тихомиров огнем своей батареи нанес удар в живой силе и технике противника. Огнем его батареи уничтожено: 105 мм. батарея противника, 75 мм. батарея, станковый пулемет, подбил три автомашины с войсками и грузами, уничтожил девяносто солдат и офицеров. Отбил две контратаки танков и пехоты противника, Подавил огонь двух артиллерийских батарей, пяти минометных и одной зенитной батареи, и трех пулеметных точек, которые мешали продвижению нашей пехоте вперед. Этим самым помог и дал возможность успешному продвижению нашей пехоте на новые рубежи для развития дальнейшего наступления".

После форсирования Днепра дивизия вела оборонительные бой по удержанию плацдарма восточнее город Днепродзержинска. С переходом наших войск к активным действиям она участвовала в освобождении города Днепропетровска в декабре 1943 года. За умелое управление огнем батареи в этих боях награжден вторым орденом Красной Звезды.

В последующих боях на Правобережной Украине части дивизии совместно с другими соединениями 31-го гвардейского стрелкового корпуса участвовали в Никопольско-Криворожской, Березнеговато-Снигиревской и Одесской наступательных операциях. В начале апреля 1944 года дивизия вышла к реке Прут, а в августе - сентябре участвовала в Ясско-Кишиневской операции.

На завершающем этапе, к марту 1945 года, в боях в Венгрии за город Секешфехервар гвардии капитан Тихомирова исполнял обязанности начальника штаба своего полка.

За умелое выполнение боевых приказов командования награжден орденом Отечественной войны 1-й степени.

Из наградного листа: "В период подготовки прорыва сильно укрепленной обороны противника в районе Секешфехервар с 16 марта 1945 года, тов. Тихомиров в любых условиях обеспечивал своевременную отработку боевой документации для подразделений, что давало возможность боевым подразделениям во время обеспечить выполнение поставленных задач, по прорыву обороны противника.
В бою 20 марта 1945 года в районе гор. Секешфехервар тов. Тихомиров получил боевой приказ переместить боевые порядки подразделений вперед, невзирая на сильный артиллерийский и минометный огонь противника, передвигаясь под разрывами снарядов и мин во время выполнил поставленную задачу командованием, чем было обеспечено успешное продвижение наших частей, выполняя последующую боевую задачу гвардии капитан Тихомиров был тяжело ранен".

Эту награду получить не успел. Когда был подписан приказ, офицера уже не было в живых. Ранение, полученное в бою 20 марта, оказалось смертельным.

4 апреля 1945 года гвардии капитан Тихомиров скончался от ран. Был похоронен на горе Геллерт в городе Будапешт. В 1992 году захоронение было перенесено на Новое городское кладбище по адресу: Будапешт, Козма утца 8. Имя Тихомирова Льва Павловича увековечено.

Награжден орденом Отечественной Войны 1-й степени (31.051945), двумя орденами Красной Звезды (30.10.1943, 12.12.1943), медалью "За отвагу" (22.08.1943).